硅藻土负载固体超强酸多相类芬顿降解罗丹明B

第39卷第4期东北电力大学学报V〇1.39，N〇.42019年8月JournalOfNortheastElectricPowerUniversityAug,2〇i9DOI：10.19718/j.issn.1005-2992.2019-04-0049-05硅藻土负载固体超强酸多相类芬顿降解罗丹明B吕洪滨，郗丽娟，孙乐阳，白瑞(东北电力大学化学工程学院，吉林吉林132012)摘要：采用浸溃沉淀法制备新型硅藻土基固体超强酸（硅藻土/Fe203-SO〗-）类Fenton催化剂，并将其应用于过氧化氢氧化降解有机物罗丹明B的反应中.探讨体系p//值、催化剂投加量、过氧化氢浓度、初始罗丹明B浓度、反应温度等因素对罗丹明B降解率的影响.结果表明：随着值升高,罗丹明B降解率下降，3.0~8.7可有效降解罗丹明B,最佳p//值为3.0.催化H202降解罗丹明B的反应遵循一级反应动力学,反应活化能为42.34kj/mol.反应速率常数与H202的初始浓度及与罗丹明B初始浓度都具有很好的正相关性.关键词：硅藻土；固体超强酸;多相类芬顿;罗丹明B中图分类号：X703文献标识码：A有机废水污染成为保护水体安全的突出问题.高级氧化技术应用于有机废水处理，具有高效、实用性强的特点.Fenton技术被认为是最具应用前景的高级氧化技术[1],通过催化剂催化H202产生高活性的•0H,可将废水中有机物完全矿化为化0和C02，是一种环境友好的绿色水处理新技术.但该技术也存在着缺陷，反应中会有“铁泥”产生，过氧化氢利用率不高，反应值条件苛刻>3]，因而产生类Fenton技术.负载型多相类Fenton催化剂克服了传统Fenton技术的缺陷，能使反应在温和条件下达到高转化率和高选择性，是近年来类Fenton技术中研究的热点.活性物质及载体的选择是负载型类Fenton催化剂的关键.常用的催化剂的载体主要有:沸石、活性炭、离子交换树脂等[4—7].但树脂长期使用过程中会因其机械强度下降而发生破碎;沸石比表面积较小，负载效果差;活性炭是一种优良载体，价格相对较高.我国硅藻土储量多,分布广[8]，硅藻土具有的孔隙度大[9]，比表面积大，价格低廉,是一种优良载体.研究发现，固体超强酸具有极强的催化能力，可以有效的催化H202降解橙黄IV[H)].本文采用硅藻土为载体，负载固体超强酸（Fe203-S〇r)制备一种新型硅藻土基固体超强酸类Fenton催化剂，并用该催化剂催化过氧化氢降解有机物罗丹明B.系统的考察了反应；值、催化剂投加量、过氧化氢浓度、初始罗丹明B浓度、反应温度等因素对罗丹明B脱色率的影响.1实验材料及方法1.1实验仪器及材料硅藻土（吉林临江市）、Fe(N03)3•9H20、H2S04、30%H202、罗丹明B、NH3.^0等其它各种试剂均为分析纯.水样的pH通过稀NH,•H20和稀HC104溶液调节.1.2催化剂的制备(1)前驱体的制备:将Fe(N03)3•9H20(2g)溶于去离子水中，然后投加纯化后硅藻土(6g)，滴加收稿日期：2018-12-05基金项目：吉林省科技厅发展计划项目（20170309002GX)第一作者：吕洪滨（1968-)，男，硕士，高级试验师，主要研究方向：应用化学电子邮箱：57666695@qq.com(吕洪滨）；2525204325@qq.com(郗丽娟）；75154330@qq.com(孙乐阳）；1297635413@qq.com(白瑞)50东北电力大学学报第39卷NH3•H20调节#至9,室温下陈化18h后过滤收集固体沉淀物，固体沉淀物经去离子水洗涤，供干后加人到浸渍液中，浸渍24h，过滤烘干后得到前驱体；(2)前驱体高温焙烧:把前驱体置于高温炉中，以500丈的温度焙烧3h,得到硅藻土负载固体超强酸类Fenton催化剂.1.3试验方法将50mL—定浓度罗丹明B模拟废水加入100mL烧杯中，加入一定浓度H202，通过稀NH3•H20和稀HC104溶液将锥形瓶置于恒温振荡器中，设定温度，加入一定量的催化剂，反应开始计时，控制振荡器转速约为110r•mirT1，每隔一定时间取样1mL,用于测量目标物的脱色率和H202分解率.1.4实验分析方法罗丹明B的浓度用UV-7504UV-Vis分光光度计测量，特征吸收峰在波长550nm处;H202浓度采用钛盐分光光度法加以测量.使用PHS-3C型计测量#值.CODcr的测定采用K2Cr207法测定(GB11914-89).2结果与讨论2.1初始pH值对罗丹明B脱色率的影响初始值对罗丹明B脱色率的影响，如图1所示.随着p//的增大，反应速率变慢.硅藻土基固体超强酸类Fenton催化剂3.0~8.7时，都可以催化降解罗丹明B,且脱色率均达到90%以上•但当p//值为10.0催化剂对罗丹明B脱色率几乎没有降低.