印染助剂对偶氮染料非均相降解反应影响的研究

摘要

为了研究染料废水中无机盐和表面活性剂对染料降解反应的影响作用，将偕胺肟改性聚丙烯腈纤维铁配合物作为非均相Fenton催化剂应用于代表性偶氮染料活性红195的光催化氧化降解过程中，分别考察了四种无机盐(氯化钾、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠)、两种阴离子表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠(DBS)和十二烷基磺酸钠(SDS))和两种非离子表面活性剂(壬基酚聚氧乙烯醚(OP-10)和月桂醇聚氧乙烯醚(Brij35))对染料光催化氧化降解性能的影响。同时研究了添加剂浓度和种类等因素对染料脱色率的影响，并对无机盐或表面活性剂存在时染料的降解反应动力学进行了研究。此外，使用紫外可见光谱分析研究了表面活性剂与偶氮染料在水溶液中的相互作用，并考察了表面活性剂存在条件下偶氮染料分子中芳香环结构在降解过程中的变化。
　　 结果表明，无机盐的加入能够抑制活性红195的氧化降解反应，而且其抑制作用依无机盐种类而异。在相同的实验条件下，氯化钾对染料降解的抑制作用要高于氯化钠的抑制作用；而三种无机盐对染料降解的抑制作用可以由大到小依次排列为：硫酸钠>氯化钠>硝酸钠。此外，增加溶液中无机盐的浓度会导致其对染料氧化降解反应的抑制作用加剧。当DBS或SDS存在时，染料的脱色率随着其浓度的增大不断减小，当DBS浓度超过其CMC后不再发生显著变化。在相同条件下DBS对染料降解反应显示出更高的抑制作用。OP-10对染料氧化降解的抑制作用随着其浓度的增加先增大后减小，而且当其浓度为CMC时对染料的抑制作用达到较高水平。在相同条件下Brij35对染料氧化降解的抑制作用相对较小。与两种阴离子表面活性剂相比，两种非离子表面活性剂对染料降解反应表现出较低的抑制作用。此外，无机盐或表面活性剂存在时，Fe-AO-PAN/H2O2体系中染料的降解反应均符合假一级动力学模型。染料脱色降解过程的紫外可见吸收光谱分析表明，无机盐或表面活性剂的存在使活性红195分子结构中芳香环的降解变的更加困难。

目录

文摘

英文文摘

学位论文的主要创新点

第一章 前言

1.1 我国印染废水状况

1.1.1 印染废水的来源和组成

1.1.2 染料和表面活性剂的生态毒性

1.2 偶氮染料的结构特点及应用

1.3 表面活性剂

1.3.1 表面活性剂的结构特点

1.3.2 胶束的形成和结构

1.3.3 临界胶团浓度及其影响因素

1.3.4 表面活性剂的个性特征

1.4 无机盐在染色中的应用

1.5 印染废水常用的处理技术

1.6 Fenton氧化技术

1.6.1 均相Fenton反应

1.6.2 非均相Fenton反应

1.6.3 改性PAN纤维铁配合物的制备技术

1.7 无机盐对染料降解的影响现状

1.8 表面活性剂对染料降解的影响现状

1.9 本论文研究的内容和意义

1.9.1 本论文研究的内容

1.9.2 本论文研究的意义

第二章 实验部分

2.1 试剂与仪器

2.1.1 PAN纤维

2.1.2 染料

2.1.3 表面活性剂

2.1.4 主要试剂

2.1.5 实验仪器

2.2 实验方法

2.2.1 Fe-AO-PAN的制备

2.2.2 Fe3+含量的测定方法

2.2.3 Fe-AO-PAN对染料的吸附方法

2.2.4 染料的氧化降解方法

2.2.5 阴表面活性剂浓度测定方法

2.2.6 OP-10浓度测试方法

2.2.7 Brij35浓度测试方法

2.2.8 H2O2浓度的测定

第三章 结果与讨论

3.1 无机盐对染料催化降解的影响

3.1.1 阳离子的影响

3.1.2 阴离子的影响

3.1.3 无机盐浓度对染料降解反应的影响

3.1.4 紫外可见光谱分析

3.2 阴离子表面活性剂对染料降解的影响

3.2.1 阴离子表面活性剂与活性染料之间相互作用

3.2.2 DBS浓度对活性红195脱色率的影响

3.2.3 SDS浓度对活性红195脱色率的影响

3.2.4 SDS与DBS对染料降解抑制作用的比较

3.2.5 染料存在时SDS与DBS降解的比较

3.2.6 紫外可见光光谱分析

3.3 非离子表面活性剂对染料降解的影响

3.3.1 非离子表面活性剂与染料之间相互作用

3.3.2 OP-10浓度对脱色率的影响

3.3.3.Brij35浓度对脱色率的影响

3.3.4 Brij35与OP-10对染料降解抑制作用的比较

3.3.5 染料存在时OP-10与SDS降解的比较

3.3.6 紫外可见光光谱分析

第四章 结论

参考文献

论文发表及科研参与情况

致谢