多孔硅基载Fe类Fenton催化体系降解焦化废水_许俊强

第24卷第10期Vol.24No.10重庆理工大学学报(自然科学)JournalofChongqingUniversityofTechnology(NaturalScience)2010年10月Oct.2010收稿日期:2010-06-28基金项目:重庆市自然科学基金资助项目(CSTC2008BB7334);重庆市教委自然科学基金资助项目(KJ090616);重庆市教改项目(0826073);重庆工学院基金资助项目(2007ZD14)作者简介:许俊强(1979—),男,博士,副教授,主要从事化学工艺和环境催化研究。多孔硅基载Fe类Fenton催化体系降解焦化废水许俊强,全学军(重庆理工大学化学化工学院,重庆400050)摘要:采用湿式浸渍法制备非均相多孔硅基材料载Fe催化剂Fe/SiO2,以H2O2为氧化剂,进行高浓度难降解的焦化废水的类Fenton催化氧化降解。优化了催化剂的最佳制备条件:Fe的负载量为20%,焙烧温度350℃。采用8%Ce助剂进行掺杂改性制备的催化剂,其对焦化废水降解的CODCr值的去除率效率从74%提高到85.4%。这可归因于助剂的CeO2的存在提高了Fe3O4晶粒的分散性,催化剂表面活性中心增多,活性组分电荷密度增大,催化剂降解效果增强。关键词:多孔硅基材料;非均相;催化降解;焦化废水中图分类号:O661.1文献标识码:A文章编号:1674-8425(2010)10-0089-04Catalyticdegradationofcokingwastewaterbylike-Fenton'sprocessusingporoussiliconmaterialssupportedFeXUJun-qiang,QUANXue-jun(SchoolofChemistryandChemicalEngineering,ChongqingUniversityofTechnology,Chongqing400050,China)Abstract:Theheterogeneouslike-Fenton'scatalystusingporoussiliconmaterialssupportedFewaspre-paredbyimpregnationmethod.Thehighconcentrationcokingwastewaterwascatalyticallydegradedu-singH2O2asoxidantandFe/SiO2ascatalyst.Aseriesofsynthesisprocessparametersofcatalystwasoptimizedasfollow:theFecontentinthecatalystwas20%,thecalcinationtemperaturewas350℃.TheperformanceofCemodifiedFe/SiO2wasimproved,andtheremovalrateofCODCrvaluewasin-creasedfrom74%ofFe/SiO2catalystto85.4%ofFe-Ce/SiO2catalyst.AddingCeO2promoterstotheFe/SiO2catalystcanresultinhighdispersionofFe3O4practical,andincreasetheactivesitesofthecatalystsurfaceandtheelectronicclouddensityoftheactivecomponents,whichenhancehighactivityforcatalyticdegradationofcokingwastewater.Keywords:poroussiliconmaterials;heterogeneous;catalyticdegradation;cokingwastewater焦化废水产生于原煤的高温干馏、煤气净化和化工产品精制过程中,是一种含有大量有毒有害物质的有机工业废水。该有机废水成分复杂,含有氨、氰、硫氰根等无机污染物和酚、油类、萘、吡啶、喹啉、蒽等杂环及多环芳香族有机化合物。焦化废水的大量排放不但对环境造成严重污染,同时也直接威胁到人类的健康[1-2]。目前,国内外很多学者采用了物理法、生物降解法和化学法来进行降解,其中催化氧化法具有处理时间短、处理量大、降解效果优等特点引起了广泛的关注[3-5]。Fenton均相法由于其后续繁琐的操作使其应用受限,因此非均相催化氧化法以催化剂和反应介质易分离和回收、能循环使用、处理效果好等优点成为了研究的热点[6-7]。本文采用大孔硅基材料SiO2为载体,掺杂Fe制备非均相催化剂,采用类Fenton催化体系降解高浓度焦化废水,探讨其降解规