活性黑KN-B的M^n＋_H2O2型高级氧化脱色研究

第23卷第2期苏州科技学院学报(工程技术版)Vo1．23No．22010年6月JournalofSuzhouUniversityofScienceandTechnology(EngineeringandTechnology)Jun．2010活性黑KN—B的Mn+／H2O2型高级氧化脱色研究钱永，黄天寅，程宏英，王东田，黄勇(1．苏州科技学院化学与生物工程学院，江苏苏州215011；2．苏州科技学院环境科学与-1-程学院，江苏苏州215011)摘要：开展lVl'(Fe、Fe、Co、Cu)／H．O型高级氧化体系对活性黑染料KN一-13的氧化脱色研究。发现实验条件下经典Fenton体系(Fe2+／H2()：)对KN-B脱色效果随酸性增强、反应时间延长、反应温度升高和初始染料浓度降低增加；在pH=7，T=25℃，KN—B、H'02与催化剂Fe初始浓度比例为1：5：1．6时，100min脱色率可达96．60％。分别进行pH=3，7和l0条件下FeH。、C03+，H’0：、Cu3+，HzO：体系对KN—B的脱色研究，结果表明与FeH：高级氧化体系相比，C0Ⅲ2()：体系脱色效果不明显，而Fe~／H：O2和Cu'-*／HzO：分别在中性和碱性条件下可在短时间内达到更高的脱色率。初始pH=7，50min后FeⅦ：O：体系脱色率可达98％以上，该体系更适于KN—B氧化脱色。关键词：活性染料；活性黑KN—B；高级氧化；脱色中图分类号：X131．2文献标识码：A文章编号：1672-0679(2010)02-0001-04活性染料被设计成具有化学、光化学稳定性及良好水溶性，一般含有偶氮、均三嗪以及蒽醌等难生物降解活性基团，在环境中具有高的抗微生物降解性和持久性，活性染料废水是一类对环境污染严重的废水【】】。由一到几个偶氮基团(一-N=N一)桥联芳环的活性染料是最大的活性染料种类，活性黑KN-B是其典型代表。高级氧化技术(AOPs，Advancedoxidationprocesses)以产生强氧化能力·OH自由基为特征，因其同传统水处理方法相比具有显著特点和优势被广泛研究用于染料等难降解有机污染物的处理[2-4]。Fenton试剂(Fe2+／H20)是最经典的均相高级氧化体系。由于光助高级氧化(UV／H20、UWFenton等)和异相高级氧化体系(03、TiOdH：OdUV等)存在设施、能耗等方面的缺陷，均相Fenton型MWHzOz高级氧化体系用于有机污染物的治理值得进一步深入研究。国内学者顾平等研究Fenton试剂处理活性黑KBR废水，获得96％的氧化脱色率翻。近来也有将Cu，Fe用于高级氧化体系处理其它品种染料的研究f6,71。为了扩展经典Fenton型高级氧化体系Fe+／H0：的组合，进一步探究活性染料废水处理过程中可能存在的金属离子对高级氧化脱色效果的影响，本文开展均相体系中M(Fe、Fe、Co、Cu：)／}I：O高级氧化体系对活性黑染料KN—B的氧化脱色研究，研究结果可能对其它难降解有机物的氧化处理也具有实验和理论借鉴意义。l实验部分1．1化学药品与仪器活性黑染料KN—B(ReactiveBlack5，RB5，结构式如图1所示)，商品级，德国Dyestar公司。30％过氧化氢，六水合硫酸铁(Ⅱ)铵、硝酸铜、硝酸钴、三氯化铁、盐酸、氢氧化钠，均为国产分析纯试剂。JA12002电子天平，上海精密仪器有限公司；恒温电磁调速搅拌器，金坛新航仪器厂；320-S型pH计，梅特勒一托利多仪器(上海)有限公司。UV一-VIS8500型分光光度计，上海天美科学仪器有限公司。⋯。cc：a图1活性黑KN—B分子结构式【收稿日期】2010-03—04【基金项目】国家科技重大专项子课题(2O08zXO7421—002-04)；苏州科技学院科研基金项目(Z1089,．2007C004)【作者简介】钱永(1970一)，男，江苏徐州人，副教授，博士。2苏州科技学院学报(工程技术版)20lO1．2实验方法采用分光光度法进行活性黑染料的定性和标准曲线定量分析。配制KN-B、H20。及M(M为Fe、Fe3+、Cu2+及C02+)一定初始浓度的水溶液作为配制模拟染料废水／高级氧化体系的储备液。根据需要移取一定体积的储备液到150mL具塞锥瓶中配制模拟废水(M~／KN-B／H0z)，恒温搅拌，间歇式反应。考察pH值、初始浓度、温度、反应时间等因素对KN—B染料氧化脱色效果的影响。2结果与讨论通过分光光度法得到KN—B的最大吸收波长)t~=596rim。在A一处得到活性黑染料的浓度随吸光度变化标准曲线(C)为：C=19．31IⅪ4十0．0103，R。=O．9999。氧化脱色率计算式如下：脱色率(％)=[(Co—c)／Co]x100％，式中：G0为染料溶液的初始浓度，mg／L；C为脱色