利用载铜氧化物活性炭降解含酚废水的研究_晋丽叶

利用载铜氧化物活性炭降解含酚废水的研究晋丽叶,许韵华,陈敏(北京交通大学理学院,北京100044)摘要:以活性炭为载体、硝酸铜为活性物制备了负载铜氧化物的活性炭催化剂,并用于降解含酚废水的反应中,实验结果显示这种催化剂使COD去除率提高11%以上。紫外分析指出270nm处的吸收峰峰值随着时间单向下降,在反应初始时这一趋势尤为明显。透射电镜分析显示在活性炭上出现了明显的铜氧化物活性点。关键词:含酚废水;载铜氧化物活性炭;降解中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:0253-4320(2006)S2-0252-03Studyontreatmentofcoke-plantwastewatercontainingphenolwithcopperoxides/activecarbonJINLi-ye,XUYun-hua,CHENMin(SchoolofScience,BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044,China)Abstract:Thecatalystcopperoxides/activecarbon(AC)waspreparedfromACascarrierandcoppernitrateasactivecomponent.Afterthecatalysthasbeenusedtodegradecoke-plantwastewatercontainingphenol,theremovalrateofCODCrwasincreasedbymorethan11%.UVanalysisindicatedthatduringthereactionthepeakvalueof270nmfellwithdegradationtime,andthatwasobviousatthebeginningofthereaction.TEMrevealedtheactivedotsofcopperoxideshadbeenclearlyloadedonAC.Keywords:wastewatercontainingphenol;copperoxides/activecarbon;degradation收稿日期:2006-00-14基金项目:北京自然科学基金(2042018)资助项目;北京交通大学“十五”科技专项基金(2005sm060)作者简介:晋丽叶(1979-),女,硕士生;许韵华(1963-),女,博士,高级工程师,主要从事高分子合成、水处理催化剂的研究,通讯联系人,010-51688497,yhxu@science.njtu.edu.cn。焦化废水是在煤制焦炭、煤气净化和焦化产品回收过程中产生的以含酚为主的高浓度有机废水[1],其成分复杂含有数量较多的酚、杂环芳烃和多环芳烃等有毒且难降解的有机物质[2-3],直接排放会严重污染水体[4]。目前焦化废水的治理方法有很多,如经典的Fenton试剂氧化[5]和湿式催化氧化[6]等,但由于原料不能重复使用、设备昂贵等原因使其应用受到限制。在湿式催化氧化技术基础上发展起来的低温非均相催化氧化技术为净化有毒废水提供了一种新的处理途径。已经证明铜等过渡金属氧化物在催化反应中活性很高,降解废水中的苯酚及其衍生物的效果很好[7-8]。而活性炭由于其吸附性能[9],被广泛应用于饮用水的净化和废水深度处理上[10]。笔者主要是研究铜氧化物/活性炭体系净化含酚废水的实验,并且研究低温非均相条件下溶液发生催化氧化反应时的中间过程。1实验部分1.1实验仪器与试剂756PC紫外可见分光光度计;TTL-10B型超纯水仪;自制CODCr测定装置。颗粒状活性炭,德国产;Cu(NO3)2、H2SO4、K2Cr2O7、HgSO4、Fe(NH4)2-(SO4)2、30%H2O2等,均为分析纯。1.2催化剂的制备将颗粒活性炭用NaOH溶液浸渍1d后,用去离子水洗至中性;继续用HNO3溶液浸渍1d,再用去离子水洗至中性,过滤后放入烘箱中干燥,冷却备用。将预处理好的活性炭和沉淀剂(饱和NaHCO3溶液)加入到一定浓度的硝酸铜溶液中熟化1d,用去离子水洗至无金属离子析出,过滤后放入烘箱中干燥,然后在280℃下活化2.5h,取出后放入干燥器中冷却备用。制好的催化剂需要在透射电镜上进行检测。1.3模拟废水的处理取模拟废水(苯酚质量浓度约为0.5g/L,CODCr在1100mg/L左右)100mL放在250mL锥形瓶中,加入一定量的30%H2O2及已制备好的催化剂,在反应温度下搅拌并反应。1.4紫外分析756PC紫外可见分光光度计,可测定全波长·252·Oct.2006现代化工第26卷增刊(2)ModernChemicalIndustry2006年10月DOI:10.16606/j.cnki.issn025