TiO2光催化降解染料废水的研究进展

光催化降解甲基橙

光催化降解染料甲基橙 专业班次：应用化学3班学号： 姓名：日期： 2015年5月12日 1.实验目的 1、掌握确定反应级数的原理和方法； 2、测定甲基橙光催化降解反应速率常数和半衰期； 3、了解可见光分光光度计的构造、工作原理、掌握分光光度计的使用方法。 2.实验原理 国内外大量研究表明，光催化法能有效地将烃类、卤代有机物、表面活性剂、染料、农药、酚类、芳烃类等有机污染物降解，最终无机化为CO2 H2O,而污染物中含有的卤原子、硫原子、磷原子和氮原子等则分别转化为X-,SO42-,PO43-,PO43-,NH4+,NO3-等离子。因此，光催化技术具有在常温常压下进行，彻底消除有机污染物，无二次污染等优点。 光催化技术的研究涉及到原子物理、凝聚态物理、胶体化学、化学反应动力学、催化材料、光化学和环境化学等多个学科，因此多相光催化科技是集这些学科于一体的多种学科交叉汇合而成的一门新兴的科学。 光催化以半导体如TiO2,ZnO,CdS,Fe2O3,WO3,SnO2,ZnS,SrTiO3,CdSe,CdTe,In2O3,FeS2，GaAs,GaP,SiC,MoS2等作催化剂，其中TiO2具有价廉无毒、化学及物理稳定性好、耐光腐蚀、催化活性好等优点，帮TiO2是目前广泛研究、效果较好的光催化剂。 半导体之所以能作为催化剂，是由其自身的光电特性所决定的。半导体粒子含有能带结构，通常情况下是由一个充满电子的低能价带和一个空的高能导带构成，它们之前由禁带分开。研究证明，当pH=1时锐钛矿型TiO2的禁带宽度为3.2eV，半导体的光吸收阈值λg与禁带宽度Eg的关系为 λg（nm）=1240/Eg(eV) 当用能量等于或大于禁带宽度的光（λ<388nm的近紫外光）照射半导体光催化剂时，半导体价带上的电子吸收光能被激发到导带上，因而在导带上产生带负电的高活性光生电子（e-），在价带上产生带正电的光生空穴（h+）,形成光生电子-空穴对。空穴的能量为7.5 eV，具有强氧化性；电子则具有强还原性。 当光生电子和空穴到达表面时，可发生两类反应。第一类是简单的复合，如果光生电子与空穴没有被利用，则会重新复合，使光能以热能的形式散发掉 e-+h+==N+energy(hv’

印染废水处理现状及发展趋势

印染废水处理现状及发展趋势 摘要：随着染料工业的快速发展和各种染料的大量使用，进入环境的染料与日俱增。本文论述了染料废水处理方法的研究现状和发展态势，介绍了利用物理化学生物等各类方法处理印染废水的过程，为处理方法最优化提供了参考。并且，对处理技术的发展方向进行了展望，通过废水回用，进行产业结构调整，改进生产工艺，积极开展清洁生产，树立资源观，争取从源头解决印染废水的污染问题。关键词：印染废水处理方法发展 Abstrct: With the rapid development of the dyestuff industry and the use of various dyes, dye growing into the environment. This paper discusses the research status and development trend of the dye wastewater treatment method, this paper introduces the method of using the physical chemistry of biological and other kinds of printing and dyeing wastewater treatment process, provides reference for process optimization. And direction to the development of processing technology was discussed, through the waste water reuse, industrial structure adjustment, improve production technology, actively carry out clean production, sets up the resource view, to solve the pollution problem of the printing and dyeing wastewater from the source. Key words: Print to dye waste water；ways of handling; development 1.引言 印染废水是以加工棉、麻、化学纤维及其混纺产品为主的印染厂排出的废水。印染废水水量较大，每印染加工一吨纺织品耗水100—200吨，其中80—90%为废水。印染行业是工业废水排放大户，据不完全统计，全国印染废水每天排放量为3*106—4*106m3。印染废水具有水量大、有机污染物含量高、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水之一。废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等。传统的印染废水处理方法有物理、化学、生物法，以下就对其处理现状及未来发展做出概述。 2.我国印染废水现状、特点 2.1印染废水现状 纺织印染工业是我国传统的支柱产业之一，已有一个多世纪的发展历史。20世纪90年代以来，随我国经济快速发展，用水量和排水量也急剧增长。纺织工

光催化降解甲基橙

N-TiO2的制备及可见光降解有机污染物的测定 一、目的要求 1、N掺杂TiO2光催化剂的简易液溶液制备； 2、测定甲基橙在可见光作用下的光催化降解反应速率常数； 3、了解可见光分光光度计的构造、工作原理、掌握分光光度计的使用方法。 二、实验原理 国内外大量研究表明，光催化法能有效地将烃类、卤代有机物、表面活性剂、染料、农药、酚类、芳烃类等有机污染物降解，最终无机化为CO2, H2O。因此，光催化技术具有在常温常压下进行，彻底消除有机污染物，无二次污染等优点。 光催化技术的研究涉及到原子物理、凝聚态物理、胶体化学、化学反应动力学、催化材料、光化学和环境化学等多个学科，因此多相光催化科技是集这些学科于一体的多种学科交叉汇合而成的一门新兴的科学。 光催化以半导体如TiO2,ZnO,CdS,WO3,SnO2,ZnS,SrTiO3等作催化剂，其中TiO2具有价廉无毒、化学及物理稳定性好、耐光腐蚀、催化活性好等优点。TiO2是目前广泛研究、效果较好的光催化剂之一。 半导体之所以能作为催化剂，是由其自身的光电特性所决定的。半导体粒子含有能带结构，通常情况下是由一个充满电子的低能价带和一个空的高能导带构成，它们之前由禁带分开。研究证明，当pH=1时锐钛矿型TiO2的禁带宽度为3.2eV，半导体的光吸收阈值λg与禁带宽度Eg的关系为 （nm）=1240/E g(eV) 当用能量等于或大于禁带宽度的光（λ<388nm的近紫外光）照射半导体光催化剂时，半导体价带上的电子吸收光能被激发到导带上，因而在导带上产生带负电的高活性光生电子（e-），在价带上产生带正电的光生空穴（h+）,形成光生电子-空穴对。空穴具有强氧化性；电子则具有强还原性。 当光生电子和空穴到达表面时，可发生两类反应。第一类是简单的复合，如果光生电子与空穴没有被利用，则会重新复合，使光能以热能的形式散发掉。 第二类是发生一系列光催化氧化还原反应，还原和氧化吸附在光催化剂表面上物质。 TiO2→e-+h+ OH-+h+→·OH

染料废水脱色方法

染料废水脱色方法 1 引言(Introduction) 随着经济的快速发展，我国已成为染料生产大国，但随之而来产生了大量的染料废水.除了大量残留的染料外，染料废水中还含有其他有毒有害成分，如重金属离子.因此，染料废水具有成分复杂、色度、浓度高、难生物降解、水量水质变化大等特点，成为较难处理的工业废水之一。 孔雀绿是常见的三苯基甲烷类染料之一，常作为丝织品、毛织品、棉布等的染色剂.虽然孔雀绿具有高毒性、致突变性和较强的生物毒性等特性，但因其成本低廉、杀菌效果显著，因此，目前仍被广泛应用在纺织和水产养殖业.重金属通常应用于纺织染料工业的不同生产过程中，因此，染料废水中存在各种不同浓度的重金属，其中，Cr(Ⅵ)的含量最高，而Cu(Ⅱ)次之.研究发现，极少量的重金属离子就能产生明显的中毒反应，且通过食物链被较高级的生物成倍地富集在体内，且会使生物体内的酶、蛋白质等失活，同时它无法被微生物降解，最终累积在器官中，严重损害着人体健康和生态环境。染料废水中残留染料与重金属离子经常并存，这种复合污染具有更高的生物、细胞毒性。 染料脱色一般分为物理化学法和生物法，物化法使用方便、见效快，但成本高、二次污染严重;生物法运行费用低，处理效果显著且不会造成二次污染，是环境友好的处理方法，因而受到广泛关注。但重金属通过影响微生物体内酶的生成或酶的活性抑制微生物对染料的降解。因此，如何提高染料与重金属构成的复合污染中染料的生物降解效率成为该类废水处理的难点之一.

EDTA(乙二胺四乙酸二钠)是一种常见的鳌合剂，生成的络合物在中性或碱性条件下稳定系数非常大.在一般情况下，这些螯合物的配合比都是1:1(鞠峰等, 2011).EDTA与配位离子形成环状结构，金属离子取代配位原子上的氢而进入鳌合环中，使金属离子钝化，降低其毒害作用。但目前关于采用环境中广泛存在的螯合剂减少与染料共存的重金属离子的毒性，提高染料降解效率的研究少有报道.根据之前的研究发现，某些微生物可能会将Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ)，因此，本研究拟采用EDTA降低Cr(Ⅵ)的毒性，从而提高Cr(Ⅵ)共存时微生物降解孔雀绿的效率.采用筛选出的高效好氧菌Burkholderia cepacia C09G降解孔雀绿，研究EDTA对重金属共存时降解孔雀绿的影响，同时优化EDTA鳌合Cr(Ⅵ)的最佳浓度.通过此研究以提高在重金属共存时染料的去除效率，为复杂废水的治理奠定一定的理论基础. 2 材料与方法(Materials and methods)2.1 试剂与仪器 试剂：葡萄糖、KH2PO4、Na2HPO4·2H2O、MgSO4、FeCl3·6H2O、KNO3、孔雀绿(MG)、K2CrO7、EDTA等均为分析纯. 仪器：SKY-2102型立式双层恒温培养摇床、SPX-2508-Z型生化培养箱、722N 型可见光光度计、PHS-3C型精密pH计、AA-240型原子吸收光谱仪. 2.2 试验菌种与培养基 本试验所用菌种为Burkholderia cepacia C09G(B. Cepacia C09G).LB培养基：牛肉膏5 g·L-1，蛋白胨10 g·L-1，NaCl 10 g·L-1，分装在100 mL的三角烧瓶中，每瓶装量为30.0 mL，121 ℃灭菌15 min.降解培养基：葡萄糖6.0

染料废水的处理技术

化工三废处理工（论文） 题目：染料废水的处理技术 院系：材料工程院 专业：精细化学品生产技术 班级： 11级精化班 姓名：徐兴旺 学号： 110303219 2013年 11 月 07日

目录 摘要 (3) 1前言 (3) 2 物理化学法 (3) 2.1吸附法 (3) 2.1.1 活性炭吸附 (4) 2.1.2 树脂吸附法 (4) 2.1.3 矿物、废弃物 (4) 2.1.4 矿物吸附 (5) 2.2膜分离技术 (6) 2.3 萃取法 (7) 3 化学法 (8) 3.1 Fenton法 (8) 3.2 光催化氧化法 (8) 3.3 电化学氧化法 (9) 3.4 超声波降解技术 (10) 4 生物法 (11) 4.1微生物处理法 (11) 4.2好氧法 (12) 4.2厌氧法 (12) 5 其他方法 (14) 5.1辐射法 (14)

6存在问题及展望 (15) 7结论 (16) 8参考文献 (17)

染料废水处理技术 徐兴旺 （芜湖职业技术学院安徽芜湖 241000） 【摘要】介绍了染料废水的处理现状,目前国内外主要的处理方法有物化法(常用的有吸附法、混凝法、膜技术萃取法等)、化学法(如Fenton法氧化法、电解法超声波降解技术等)、生物法（微生物处理法、好氧法、厌氧法）和其它方法,介绍了各种工艺方法处理染料废水的实例并指出了各方法的优缺点和技术的关键,最后对今后染料废水处理技术的发展进行了展望。 【关键词】染料废水；物化法；化学法；生物法； 1. 前言随染料和印染工业的迅速发展,每年要向水体环境排放大量含染料的工业废水,此类废水色度深、有机污染物含量高、组分复杂、水质变化和生物毒性大、难生物降解,且染料抗光解、抗氧化性强,用常规的方法难以治理,给环境带来了严重污染[1]。近年染料废水的物理化学处理。 2. 物理化学法 2.1.吸附法 在物理化学法中应用最多的是吸附法。吸附法是利用吸附剂表面的活性,将分子态的污染物浓集于其表面而达到去除目的,目前主要采用活性炭吸附法。近年来,活性炭纤维用于对废水中染料的吸附研究取得了一定成果。ClO2氧化与活性炭吸附相结合处理印染废水,与单独用ClO2氧化或活性炭吸附处理相比,COD去除率和脱色率均有较大提高。粉煤灰由于来源广泛,价格低廉,因而在印染废水处理方面有较大

染料废水处理

1物理法 1.1吸附法 吸附法是利用多孔性固体(如活性炭、吸附树脂等)与染料废水接触，利用吸附剂表面活性，将染料废水中的有机物和金属离子吸附并浓集于其表面，达到净化水的目的。 活性炭具有较强的吸附能力，对阳离子染料，直接染料，酸性染料、活性染料等水溶性染料具有较好的吸附功能，但活性炭价格昂贵，不易再生。由壳聚糖与活性炭及纤维素混合制成的染料吸附剂对活性染料和酸性染料有优异的吸附能力，其吸附容量分别为264和421mg/g（椰子活性炭吸附容量少于80mg/g）。该吸附剂在水中具有优良的分散性，可采用简单而廉价的接触过滤法处理。 大孔吸附树脂是内部呈交联网络结构的高分子珠状体，具有优良的孔结构和很高的比表面积。吸附树脂可用于去除难以生物处理的芳香族磺酸盐，萘酚类物质。它易再生，且物理化学稳定性好，树脂吸附法已成为处理染料废水的有效方法之一。 1.2膜分离 膜分离技术应用于染料废水处理方面主要是超滤和反渗透。据报道，用管式和中空纤维式聚砜超滤膜处理还原染料废水脱色率在95%～98%之间，CODCr去除率60%～90%，染料回收率大于95%。近年来，用壳聚糖超滤膜和多孔炭膜的新型膜材料来处理印染废水，取得较好的效果。夏之宁等研究了染料废水在超声作用下，通过醋酸纤维素膜的透水率与透盐率，发现超声波在膜分离中有明显的加速传质和去“浓差极化”作用，有超声波作用时其渗透率是无超声波时的1.5倍，对透盐率影响更大，其截留率分别为94%和67%。 2化学法 2.1化学混凝法 化学混凝法主要有沉淀法和气浮法，此法经济有效，但产生化学的污泥需进一步处理。常用的有无机铁复合盐类。近年来国内外采用高分子混凝剂日益增多。天然高分子絮凝剂主要有淀粉及淀粉衍生物、甲壳质衍生物和木质素衍生物3大类。曾淑兰等用NaOH作催化剂将玉米淀粉和醚化剂M反应制得的阳离子淀粉CST，用量为7～15mg/L时，对酸性染料、活性染料的脱色率达90%以上。吴冰艳等用接枝聚合制得的木质素季胺盐絮凝剂处理J酸染料废水，絮凝剂中的季胺离子与废水中的磺酸基团生成不溶于水的物质，投量20mg/L，色度去除率达90%。 方忻兰利用海虾、蟹壳为原料制得的壳聚糖用来处理印染废水，CODCr去除率达85%以上。天然高分子絮凝剂电荷密度小，分子量低，易发生生物降解而失去絮凝活性。人工合

DCB染料生产废水处理技术分析

伴随染料生产和印染行业的发展，染料工业废水的排放量也急剧增多。由于染料废水具有色度大、有机污染物含量高、组分复杂、水质变化和生物毒性大，以及难生化降解，并朝着抗光解、抗氧化的方向发展等特点，使处理染料废水的难度进一步加大。并且，印染废水含有大量的有机污染物，排入水体将消耗溶解氧，破坏水生态平衡，危及鱼类和其它水生生物的生存，甚至进一步恶化环境。因此，染料工业废水的排放处理已经成为了国内外聚焦的热点。 DCB的化学名称为3,3-二氯联苯胺盐酸盐,以DCB为原料的颜料色光纯正、光亮，耐碱和耐热坚牢度好，是颜料行业难以代的品种，现产量占有机颜料的25％～30％，并逐年增长。需要注意的是，DCB染料废水比较难降解，废水水质见表1。 表1 染料生产废水水质参数 项目范围平均值COD/(mg·L-1) 11600～33686 224820 BOD5/(mg·L-1) 800～900 885 NaOH/% 7～9 8 NH4+-N/(mg·L-1) 1148～1347 1247.9 TN/(mg·L-1) 1236～1540 1388 SS/(mg·L-1) 1600～1900 1700 pH 13.75～13.98 13.9 色度/倍—20000 苯胺类/(mg·L-1) 220～320 270 电导率/(μs·cm-1) 12114～13840 12900 1、常用染料工业废水处理技术 当前有多种物理化学方法和生物方法均可用于染料废水的脱色降解处理，国内外常用于工业染料废水处理的方法有：生物处理法、化学絮凝法、化学氧化法、吸附法和电化学法等方法。其他如膜分离技术、辐照技术等也正在推广应用。在具体城市下水道和污水处理中，废水首先在工厂作预处理，达到城市下水道排放标准后进行集中处理。废水经过预处理再排放可改善污水水质，降低城市污水厂处理负荷，同时便于根据不同的废水水质采取不同的预处理手段。在对印染废水进行最终处理时，有机物的去除一般以生物法为主，对难于生物降解的印染废水，

印染废水SBR处理工艺流程

印染废水SBR处理工艺流程 印染污水处理工程 设 计 方 案 方案设计人：蒋平 学号：0706203037

目录 一、摘要 二、水量、水质及排放标准 三、设计原则及标准 四、工艺方案的选择 五、设计工艺流程图 六、工艺设计参数 七、要紧构筑物及要紧设备 八、技术参数 九、主概算及总投入 十、要紧功率 十一、运转成本核算 十二、经营治理 十三、结论 十四、致谢 十五、参考文献 附图01 平面布置图 附图02 高程和流程图 附图03 水酸化池剖面图

一、摘要 印染废水是指印染加工过程中各工序所排放的废水混合成的混合废水，印染废水水质随原材料、生产品种、生产工艺、治理水平的不同而有所差异。近年来，新型助剂、染料、整理剂等在印染行业中被大量使用，难降解有毒有机成分的含量也越来越多，有些甚至是致癌、致突变、致畸变的有机物，这在一定程度上增加了废水的处理难度，对环境专门是对水环境的威逼和危害越来越大。废水假如不经处理或处理未达标的话，不仅直截了当危害人们的躯体健康，而且严峻破坏水体、土壤及生态，将造成不可想象的后果。 印染加工包括预处理（退浆、煮炼、漂白、丝光等一系列操作）、染色、印花、整理四道工序，预处理工序分不排除退浆、煮炼、漂白、丝光等四股废水，而染色、印花、整理等工序分不排除染色废水、印花废水和整理废水。以上的混合废水称之为印染废水印染废水随着采纳的纤维种类、染料和浆料的不同而水质变化专门大。在印染加工过程中常采纳的浆料有天然淀粉浆料和化学合成浆料PVA（聚乙烯醇），而PVA是一种难以降解的合成有机物，随着合成浆料逐步代替天然浆料，印染废水的可生化性变差。 常用的染料有直截了当染料、酸性染料、活性染料、还原染料、硫化染料等，助剂（化学药剂）通常有表面活性剂（洗涤剂）和整理剂。表面活性剂可不能在环境中积存，在低浓度时，对生物无明显阻碍，但会导致起泡，对废水处理带来不良的阻碍。整理剂用以改善织物机械物理性能，整理剂一样有硬挺整理剂、柔软整理剂、增白剂、催化剂、添加剂等。 该厂属印染大型专业生产厂，由于生产工艺的需要，印染车间要排放一定量的废水。这些废水中含有大量的有机物，色度、硫化物、染料及部分助剂、碱等。因生产的间断运行，故存在着水量水质的波动，该厂旺季时最大水量1500m3/d。按国家环保要求，该厂的印染废水应达标排放。文中要紧对处理厂单元组成包括各个构筑物、设备进行了选取和运算，对厂址的选择、平面布置、高程布置等作了简要概述，最后评估了建设该处理厂的基建和运行费用。 二、水量、水质及排放标准 依照该印染厂提供的现场实测污水水质资料，再结合我们所把握的印染废水资料，确定本方案的原水设计水质如下：

TiO2光催化降解染料废水的研究进展

TiO2光催化降解染料废水的研究进展 给水排水01班李陈奕201010130104 【摘要】综述TiO2光催化降解染料废水的研究现状和机理，简单介绍了降解溶液pH、催化剂用量、掺杂物质浓度、煅烧温度以及超声波等因素对降解效果的影响。最后展望TiO2光催化降解染料废水的应用前景。 【关键词】光催化；TiO2；染料；降解；综述 随着染料合成、印染等工业废水的不断排放和各种染料的不断使用，进入环境的染料数量和种类不断增加，染料造成的环境污染趋严重。据统计，全世界大约15％的染料在生产过程中被排放到废水中[1]，而这些有色废水在环境中又会通过氧化、水解以及其它化学反应生成有毒的副产物。采用传统的物理、生化或化学氧化法处理此类废水普遍存在处理周期长、降解速率低等问题，因此如何有效降解染料废水已成为环境学科研究的热点问题。 1 光催化氧化的机理 光催化是指在光催化剂的存在下发生的光诱导反应。光催化剂多为金属氧化物或硫化物。其中TiO2以其无毒、催化活性高、氧化能力强、稳定性好、易于制备和使用等特点最为常用[2]。光催化基本原理是指光催化剂受到大于禁带宽度能量的光子照射后，发生电子跃迁，生成光生电子和空穴对，光生电子具有很强的还原能力，可以还原去除水中的金属离子，而空穴具有极强的氧化性，可对吸附于其表面的污染物进行直接或间接的氧化降解。 2 染料废水的特点 染料分子成分大多是芳烃和杂环化合物，其中除了带有各类显色基团以及极性基团以外，还可能混有各类卤代物、苯胺、酚类及各种助剂，它具有水量大、有机毒物含量高、成分复杂、色度高等特点。另外，染料废水化学需氧量较高，而生化需氧量相对较小，可生化性差。 3 光催化降解染料废水的影响因素 近年来，国内外研究学者对TiO2光催化降解染料废水进行了大量的研究工作，并取得一定进展，本文从其影响因素的角度对这些研究成果进行了较为系统地归纳和总结，总的看来，影响光催化降解有机染料的因素主要有以下几个方面。 3.1 降解溶液pH的影响 降解溶液pH对光催化效果的影响机理很复杂，主要体现在以下三方面：(1)降解溶液pH的变化将影响染料分子在TiO2 表面的吸附；(2)羟基自由基在碱性条件下容易生

光催化降解甲基橙实验报告

光催化降解甲基橙实验报告 光催化降解染料甲基橙 一、目的要求 1 、掌握确定反应级数的原理和方法； 2 、测定甲基橙光催化降解反应速率常数和半衰期； 3 、了解可见光分光光度计的构造、工作原理、掌握分光光度计的使用方法。

二、实验原理 光催化始于1972 年，Fujishima 和Honda 发现光照的TiO 单晶电极能分解水，引起人们对光诱导2 氧化还原反应的兴趣，由此推动了有机物和无机物光氧化还原反应的研究。 1976 年，Cary 等报道，在近紫外光照射下，曝气悬浮液，浓度为50 μg/L 的多氯联苯经半小时的光反应，多氯联苯脱氯，这个特性引起了环境研究工作者的极大兴趣，光催化消除污染物的亚牛日趋活跃。国内外大量研究表明，光催化法能有效地将烃类、卤代有机物、表面活性剂、染料、农药、酚类、芳烃类等有机污染物降解，最终无机化为CO2 H2O ，而污染物中含有的卤原子、硫原子、磷原子和氮原子等则分别转化为X- ，SO42- ， PO43- ，PO43- ，NH4+，NO3- 等离子。因此，光催化技术具有在常温常压下进行，彻底消除有机污染物，无二次污染等优点。 光催化技术的研究涉及到原子物理、凝聚态物2理、胶体化学、化学反应动力学、催化材料、光化学和环境化学等多个学科，因此多相光催化科技是集这些学科于一体的多种学科交叉汇合而成的一门新兴的科学。光催化以半导体如TiO ，ZnO，

CdS，FeO，322 WO，SnO，ZnS ，SrTiO ， CdSe ，CdTe ，InO ，32323 FeSGaAs ，GaP，SiC ，MoS 等作催化剂，其中TiO 222 ，具有价廉无毒、化学及物理稳定性好、耐光腐蚀、催化活性好等优点，帮TiO 是目前广泛研究、效果较2 好的光催化剂。半导体之所以能作为催化剂，是由其自身的光电特性所决定的。半导体粒子含有能带结构，通常情况下是由一个充满电子的低能价带和一个空的高能导带构成，它们之前由禁带分开。研究证明，当pH=1 时锐钛矿型TiO 的禁带宽度为 3.2eV ，半导体的光吸2 收阈值λg 与禁带宽度Eg 的关系为λ（nm）=1240/Eg（eV）g当用能量等于或大于禁带宽度的光（λ<388nm 的近紫外光）照射半导体光催化剂 时，半导体价带上的电子吸收光能被激发到导带上，因而在导带上产生带负电的高活性光生电子（e- ），在价带上产生带正电+），形成光生电子- 的光生空穴（h 空穴对。空穴的能3 量（TiO ）为7.5 eV ，具有强氧化性；电子则具有强2 还原性。

光催化降解有机污染物

光催化降解有机污染物 19113219 高思睿 1、有机污染物处理的重要性 在21世纪，能源与环境问题已经成为世界关注的主题，如何减少污染，保护生态平衡，解决环保问题，已经引起各政府决策部门和学术研究部门的高度重视。 水和空气作为人类最宝贵的资源，随着工业进程的加快，大量的废水、废气被排入其中，其中的有毒有机化合物会在人体内富集，给健康带来巨大威胁。而且在这些化合物中，有部分化合物用平常的处理方法很难将其降解。 我国学者金奇庭等人通过研究观察发现：很多的有机化合物能使厌氧微生物产生明显的毒害作用。这些有机化合物必须通过一些其他的非生物的降解技术来除去。 光催化处理有机污染物的技术由于其价廉，无毒，节能，高效的优势逐渐成为各界人士研究的重点，光催化的研发也一跃成为当前国际热门研究领域之一。 自1972年日本学者藤島(Fujishima)和本田(Honda)发现TiO2单晶能光电催化分解水以来，光催化氧化还原技术，在污水处理、空气净化、抗菌杀毒、太阳能开发等方面具有广阔的应用前景，受到世界各国的广泛关注，并得到了迅速发展。 大量研究证实：染料、表面活性剂、有机卤化物、农药、油类、氰化物等许多难降解或用其它方法难以去除的有机污染物都能够通过光催化氧化反应有效的降解、脱色、去毒，并最终完全矿化为CO2、H2O及其他无机小分子物质，达到完全无机化的目的，从而消除对环境的污染。 2、光催化剂 主要的光催化剂类型： 1、金属氧化物或硫化物光催化剂 2、分子筛光催化剂 3、有机物光催化剂 在光催化中采用半导体物质作为光催化剂，有ZnO、CdS、WO3、TiO2等。由于TiO2具有价廉易得、使用稳定及光活性高等优点，所以在光催化降解中，一般采用它作为光催化剂。 1. TiO2的结构 二氧化钛是钛的氧化物。根据晶型可以划分为金红石型、锐钛矿型和板钛矿型三种。金红石矿在自然界中分布最广，锐钛矿型TiO2属于四方晶系，板钛矿型TiO2由于属于正交晶系很不稳定，金红石型TiO2相对于锐钛矿型和板钛矿型来说应用较广。

实验16-光催化降解甲基橙

实验16 光催化降解染料甲基橙 一、目的要求 1、掌握确定反应级数的原理和方法； 2、测定甲基橙光催化降解反应速率常数和半衰期； 3、了解可见光分光光度计的构造、工作原理、掌握分光光度计的使用方法。 二、实验原理 光催化始于1972年，Fujishima和Honda 发现光照的TiO2单晶电极能分解水，引起人们对光诱导氧化还原反应的兴趣，由此而推动了有机物和无机物光氧化还原反应的研究。 1976年,Cary等报道，在近紫外光照射下，曝气悬浮液，浓度为50 μg/L 的多氯联苯经半小时的光反应，多氯联苯脱氯，这个特性引起了环境研究工作者的极大兴趣，光催化消除污染物的研究日趋活跃。在水的各类污染物中，有机物是最主要的一类。美国环保局公布的129种基本污染物中，有9大类共114种有机物。国内外大量研究表明，光催化法能有效地将烃类、卤代有机物、表面活性剂、染料、农药、酚类、芳烃类等有机污染物降解，最终无机化为CO2、H2O,而污染物中含有的卤原子、硫原子、磷原子和氮原子等则分别转化为X-,SO42-,PO43-,PO43-,NH4+,NO3-等离子。因此，光催化技术具有在常温常压下进行，彻底消除有机污染物，无二次污染等优点。 光催化技术的研究涉及到原子物理、凝聚态物理、胶体化学、化学反应动力学、催化材料、光化学和环境化学等多个学科，因此多相光催化科技是集这些学科于一体的多种学科交叉汇合而成的一门新兴的科学。 “光催化”这一术语本身就意味着光化学与催化剂二者的有机结合，因此光和催化剂是引发和促进光催化反应的必要条件。光催化以半导体如TiO2、ZnO、CdS、A-Fe2O3、WO3、SnO2、ZnS、SrTiO3、CdSe、CdTe、In2O3、FeS2、GaAs、GaP、SiC、MoS2 等作光催化剂，其中TiO2具有价廉无毒、化学及物理稳定性好、耐光腐蚀、催化活性好等优点，故TiO2事目前广泛研究、效果较好的光催化剂。 半导体之所以能作为催化剂，是由其自身的光电特性所决定的。半导体粒子含有能带结构，通常情况下是由一个充满电子的低能价带和一个空的高能导带构成，它们之前由禁带分开。研究证明，当pH=1时锐钛矿型TiO2的禁带宽度为3.2eV，半导体的光吸收阈值λg与禁带宽度Eg的关系为

光催化氧化技术降解有机污染物

光催化氧化技术降解有机污染物 摘要：光催化氧化技术是一种新型的高级氧化技术，TiO2光催化氧化技术具有工艺简单、能耗低、效率高、易操作、无二次污染等特点，被认为是降解持久性有机污染物最有前途最有效的处理方法之一。 本文阐述了光催化氧化的基本原理和特点，探讨了其影响因素，如温度、pH、催化剂用量等。综合可知，光催化氧化技术具有良好的发展前景，值得广大研究人员进一步的探究。 关键字：光催化氧化，二氧化钛，有机污染物 Abstract：The technique of photocatalytic oxidation is a new advanced ocidation technique. UV/ TiO2 photocatalytic treatment is considered one of the most promising and effective methods of treating persistent organic pollutants due to its simple process, low energy consumption, high mineralization efficiency, easy access and low toxicity of end products et al. This paper states the basic principles and characteristics of the photocatalytic oxidation and explore the influencing factors such as temperature, the pH, the amount of catalyst et al. Comprehensive seen that photocatalytic oxidation has a good prospects of development and its worth further exploration by researchers. Key words：photocatalytic oxidation, TiO2, organic pollutants

染料废水处理的基本方法

1. 染料废水处理现状及国内外研究进展 染料不但具有特定的颜色，而且结构复杂，以高分子络合物为多，结构很难被打破，生物降解性较低，大多都具有潜在毒性，在环境中的归趋依赖于很多未知因子。加之染料生产具有品种多、批量少、更新快的特点，致使染料废水难找到行之有效的处理方法。染料废水的处理方法很多，下面分别对其作简要介绍。 1.1膜分离法 膜分离法是利用特殊的薄膜对液体中的某些成分进行选择性透过的方法的统称，常用的膜分离方法有渗析、电渗析、超滤和反渗透。膜分离技术用于染料废水处理始于上个世纪 70 年代初，膜分离技术有澄清、浓缩作用，最主要的是具有从连续流动系统中分离染料的功能。膜技术处理染料废水可将废水分离为浓缩液和透过液。其中浓缩液可用于染料回收，透过液也可回用，用于染料的生产。这样做既可以实现废水的有效处理也使得染料不随排水流失，又不会造成水质污染.Ismail Koyuncu 用DS5-DK型纳滤膜处理染槽废水(废水中含活性黑 5、活性蓝9、活性橙 16、和NaCl)，结果表明，该纳滤膜对染料的截留率在 99%以上，透过液几乎无色，该膜的通量受染料浓度的影响较大，在染料浓度恒定时，通量随染料浓度的增加而减小。蔡惠如等通过采用纳滤技术分别对配制染料废水和实际染料废水的染料截留和脱色进行实验，发现纳滤对染料废水的脱色率很高，对染料含量 1000mg/L的进水，脱色率大于99%。膜分离法具有能耗低、工艺简单、不污染环境等特点。但是膜分离技术由于浓差极化、膜污染及膜的价格较贵，更换频率较快，使处理成本较高，从而严重阻碍了膜分离技术的更大规模的工业应用。 1.2萃取法 萃取实质是采用与水不互溶但能很好溶解污染物的萃取剂，使其与废水充分混合触后，利用污染物在水和溶剂中不同的分配比分离和提取污染物，从而净化废水。萃取法处理染料废水是利用不溶或难溶于水的溶剂将染料分子从水中萃取出来。常用的萃取法有溶液萃取、电泳萃取、液膜法等。Pandit等采用可逆胶囊液-液萃取方法，通过把有机染料(有机相)与水相分离而使废水得到处理。他们的研究表明，在阳离子十六烷基三甲基溴胺表面活性剂存在下，阴离子甲基橙从水中得到有效地分离；在阴离子十二烷基苯硫酸盐表面活性剂存在下，戊基乙醇作为萃取溶剂，阳离子亚甲基蓝也得到有效分离。陈敬润等以天然植物油为膜液，含聚四氟乙烯涂层的聚丙烯平板膜(PPsT)作为支撑膜，研究了支撑液膜（SLM）系统去除和回收水溶液中分散染料阳离子红4G的性能及影响因素，在最佳条件下，100 mg/L的染料溶液其去除率达到94.1%。近年来液膜技术发展较快，利用液膜技术萃取含染料废水中的染料物质，具有明显的经济效益和环境效益。

光催化剂降解有机污染物

光催化降解有机污染物 摘要：在21世纪的社会，能源与环境问题已经成为世界关注的主题，水和空气作为人类最宝贵的资源已日益受到重视。开发一种简便有效的方法来治理水体污染和大气污染是人类社会一个急需解决的问题。虽然目前已经有许多治理手段，但是光催化处理有机污染物的技术由于其价廉，无毒，节能，高效的优势逐渐成为各界人士研究的重点，光催化的研发也一跃成为当前国际热门研究领域之一。关键词:光催化，有机污染物，环境，二氧化钛 正文： 在21世纪的社会，能源与环境问题已经成为世界关注的主题，如何减少污染，保护生态平衡，解决环保问题，已经引起各政府决策部门和学术研究部门的高度重视。当今时代，我们在大力发展社会生产力，提高生活水平的同时，对环境也造成了严重的破坏，严重威胁着我们的生存。现如今，水和空气作为人类最宝贵的资源已日益受到重视。特别是随着工业进程的加快，水和空气中被排放了大量的废水、废气，其中含有大量的有毒有机化合物会在人体内富集，给人类的健康带来巨大的威胁[1-2]。而且在这些化合物中，有部分化合物用平常的处理方法很难将其降解[3]。我国学者金奇庭等人通过研究观察发现：很多的有机化合物能使厌氧微生物产生明显的毒害作用[4]。由实验结果可以看出，这些有机化合物必须通过一些其他的非生物的降解技术来除去。在我们的日常生活中，有大量的挥发性有机化合物（volatile organic compound，VOC）被排放到我们生活的环境中，不仅对环境造成了严重的破坏，而且使人类自己的健康乃至生命受到严重的威胁，例如，各种各样的的石油化工产品及会产生有毒气体的室内外装饰品、日常生活用品，特别是室内装饰经常使用的建筑材料像油漆、涂料等，这些化合物对环境造成严重的污染，对人类的健康造成严重的威害。因此，开发一种简便有效的方法来治理水体污染和大气污染是人类社会一个急需解决的问题。虽然目前已经有许多治理手段，但是光催化处理有机污染物的技术由于其价廉，无毒，节能，高效的优势逐渐成为各界人士研究的重点，光催化的研发也一跃成为当前国际热门研究领域之一。尽管纳米二氧化钛具有优良的光催化性能，但仍然有一些缺陷制约着光催化的大规模应用。主要由于其带隙较宽，导致其只能被太阳光谱中仅含有3%左右的紫外线激化，这一原因极大的限制了光催化技术的应用。目

染料废水处理技术

染料废水处理技术 近年来，水污染日益严重，而目前传统的水处理方法难以处理水体中难降解的有机物(如染料和药物等)。因此，越来越多的学者研究了许多新方法来解决难降解有机物造成的水污染问题。染料在染色、涂料、颜料和纺织等领域被广泛使用，是造成水污染的一大原因。染料的化学结构复杂、有生物毒性且难于用传统的方法降解。亚甲基蓝(methylene blue , MB )作为一种偶氮染料在印染和纺织工业中应用广泛，因而被广泛的研究。 高级氧化技术(advanced oxidation processes , AOPs)作为难降解有机废水的一种有效的处理方法，近年来受到越来越多的关注。 AOPs是一种基于轻基自由基(·OH)氧化的技术，·OH具有仅次于氟的氧化势(2. 80 eV )，几乎可以无选择性氧化所有有机物，直至将有机物矿化成H2O,CO2和无机盐。目前，研究比较广泛的AOPs有光催化、 Fenton、光催化臭氧化、等离子体等，以及它们的协同技术。 等离子体尤其是低温等离子体技术，能原位产生·OH、H2O2、O3 、HO2·和·O等高能电子等活性物质，同时伴随着液电空穴、冲击波和紫外光辐射等物理效应。该技术是集多种AOPs的优点于一身的高级氧化技术。介质阻挡放电(dielectric barrier discharge , DBD)等离子体是低温等离子体的一种，具有电子密度高、放电均匀稳定等特点，受到广泛的重视。DBD反应器是在放电空间中插入绝缘介质的放电反应器，主要有板一板式和线一环式2种形式。阻挡介质即可以覆盖在电极表面，也可悬挂于放电空间中，形成电子密度较高的、均匀稳定的放电。 采用新型的双气室DBD等离子体反应器降解MB溶液，与传统板一板式DBD放电反应器相比，新设计的反应器增加了曝气，同时增加了一个气室。当两电极之间施加高压电时，放电在上、下气室同时发生，活性物质在两个气室和溶液中产生。产生的活性物质可以同时处理液层上下两个表面的有机物，同时由于曝气的作用，下气室产生的气体(主要是臭氧、含氮的氧化物)必须要经过溶液才能离开反应器，增加了活性气体在溶液中的停留时间，同时加强了气液相传质。本文研究了在新型双室DBD等离子体反应器中，液体体积、下气室高度、输入功率、初始pH、初始浓度和曝气种类对亚甲基蓝降解效率和溶液COD的影响。同时分析了MB的降解产物，初步提出了MB的降解机理。 1实验部分 1. 1实验装置 实验采用图1所示的石英DBD反应器，外径140mm，内径134 mm，高度100 mm，底板厚2 mm，内部有4个长度为15 mm直径为6 mm的石英柱8固定在反应器内壁用来支撑曝气板。反应器壁上有2个石英制成的进气管3，实验气体(空气，O2)由2个进气管进入反应器。

印染废水处理的文献综述

印染废水处理的研究 摘要：文章系统的综述了国内外针对印染废水的技术与进展，特别是近些年出现的新技术的介绍，探讨了印染废水处理的发展趋势，结合各技术的优缺点和实用性、经济型，作者提出自己的见解和对印染废水处理的展望。 关键词：印染废水 引言：印染废水组分复杂，常含有多种染料，色度深、毒性强、难降解，PH波动大、而且浓度高，废水量大，是难处理的工业废水之一。由于化学纤维织物的发展，，使难生化降解有机物大量进入印染废水，色度的去除是印染废水处理的一大难题，旧的生化法在脱色方面一直不能令人满意。传统的生物处理工艺已受到严重挑战。 如何选择适宜的废水处理工艺，做到运行成本既合理，污染物去除效果又好，是工程设计中的关键。为了对印染废水处理工艺有更深入的了解，文章简要介绍印染废水的几种典型的传统处理方式，以及新型印染废水处理工艺技术，并就其优缺点进行评析和展望。 一、传统印染废水处理工艺： 1 物理处理法：吸附法和混凝法 吸附法可通过吸附剂去除水中的色、臭、重金属离子和有机物。但该方法不大适用于分散染料的去除。 混凝沉淀法是对于成分复杂的染料废水，先经均化沉淀，加入适量的酸或碱中和后，再加混凝剂絮凝沉淀。传统混凝法对疏水性染料脱色效率很高。缺点是需随着水质变化改变投料条件，对亲水性染料的脱色效果差，COD去除率低。 2 化学处理法：化学氧化法、焚烧法 化学氧化法是通过强氧化剂的氧化作用，破坏发色基团或染料分子结构，达到脱色和去除COD的目的。 焚烧法是在高温下，利用空气深度氧化处理极高浓度有机物废水的最有效手段，是最易实现工业化的方法。目前，国内焚烧处理存在的主要问题是：热回收率低，不少焚烧装置因运转费用高而不能运行。国外先进的焚烧系统都配备废热回收和废气污染控制装置，有利于降低能耗和消除二次污染。 3 生物处理法 废水生化处理是利用微生物的代谢作用分解废水中有机物的处理方法。生化法操作简单, 运行费用低, 无二次污染的优点, 在印染废水的处理中得到了广泛的应用。生化法包括好氧法和厌氧法。 二、新型印染废水处理工艺： 1 膜过滤法 国内用醋酸纤维素纳滤膜处理染料厂的高盐度、高色度废水, 色度去除率几乎达100%, COD 去除率在95% 以上。【4】膜分离技术处理效果明显, 是一种极有前途的物理处理新技术。但其投资和运行费用高, 易发生堵塞, 需要高水平的预处理和定期的化学清洗, 还存在浓缩物的处理问题。【3】 2 高能物理处理法 水分子在高能束轰击作用下能发生激发和电离, 生成离子, 激发电子、次级电子, 这些

染料废水处理方法

2． 1 物化法 吸附法将多孔性固体与废水接触用物理吸附、化学吸附或交换吸附等方式，将污染物从废水吸附到吸附剂上，从而达到去除的目的。常见的吸附剂主要有活性炭、离子交换树脂、硅藻土、粉煤灰等。在对于染料废水的处理中，使染料废水通过由颗粒状物质（即吸附剂）组成的滤床，染料废水中的染料以及助剂等污染物被吸附在吸附剂表面而被去除。吸附效果很大程度上取决于吸附剂的结构性质以及污染物的结构性质。吸附法比较适合于低浓度染料废水的深度处理，主要优点是投资小，占地面积小，方法简便易行，吸附法还能够去除废水中难生物降解的污染物。 萃取法主要是将与水不互溶，但是对污染物的溶解能力却较强的溶剂（即萃取剂），与废水充分混合，使大部分的污染物转移到溶剂相，再分离废水与溶剂，从而达到净化的效果。主要是利用了有机物在水中和在有机溶剂中的溶解度差异，再将萃取剂与污染物分离，萃取剂可以循环利用，所得的污染物也可以经过进一步处理后变废为宝。但是萃取法比较适于小水量废水的处理，且对成分复杂的难处理染料废水，对萃取剂的要求也很高，费用也会随之大增。因此萃取法仅适用于少数几种有机废水的处理。由于萃取剂总会在水中有一定的溶解度难免会有少量的萃取剂流失，使处理后的水质难以达到排放标准。 膜分离技术应用于染料废水，主要是通过对废水中污染物的分离、浓缩、回收从而达到废水处理的目的。在对染料废水的处理中，应用比较多的是超和反渗透。膜分离技术不需要投加化学试剂，且在处理过程中不产生新的化学物质，避免二次污染，过程简单操作方便，可从废水中回收染料，循环利用。但是膜分离技术存在的最大缺点就是膜通量会随着处理进程延长而下降，更换频率较快，且膜清洗需要一定成本，膜的材质如抗酸碱性、抗腐蚀性等，也会很大程度上影响处理效果。 混凝沉降法 混凝沉降法是目前处理染料废水效果比较稳定、工艺较为成熟的方法。普遍接受的机理有桥联作用、压缩双层、网捕和电中和作用。混凝剂自身特性决定了其沉降性能的好坏，很多环境因素包括温度、pH 和Eh 等则可能对沉降功能起促进或抑制作用。混凝法的主要研究方向是开发有效混凝剂，尤其是有机－无机复合混凝剂。 催化氧化法催化氧化法是通过催化作用加快体系中氧化剂的分解，并使之与水中有机物迅速反应，在较短的时间内致使有机污染物氧化降解。 Fenton 试剂法 以Fe3 + 或Fe2 + 为催化剂，在H2 O2存在时产生的强氧化性，能使许多有机分子氧化，而且反应体系不需要高温高压，反应条件不苛刻，反应设备也比较简单，适用范围较广。Fenton 法的不足之处在于: 氧化能力相对较弱，出水因含大量铁离子而显色。近年来，铁离子的固定化技术，成为Fenton 氧化法的重要方向。 光氧化法 光氧化法是利用光化学反应降解污染物，包括无催化剂和有催化剂参与2 种，前者也称 光化学氧化，后者又称光催化氧化。光降解通常是指有机物在光的作用下，逐步氧化成低分子中间产物，最终生成CO2、H2 O 和其他一些离子，如PO43 －、NO3 －、Cl －等。有机物的光降解过程可分为直接光降解和间接光降解。直接光降解是指有机物分子吸收光能后进一步发生化学反应。间接光降解则是周围环境存在的某些物质吸收光能形成激发态后，再诱导有机污染物产生一系列的氧化降解反应，它在处理环境中难生物降解的有机污染物时更为有效 臭氧氧化法 臭氧的氧化能力极强，除分散染料外，它能够破坏有机染料的发色或助色基团而具有 一定的脱色作用。但是，臭氧的使用会产生一些副产品，尤其要重视的是羰基化合物中的