氮掺杂TiO_2光催化降解甲基橙染料废水的试验研究

采用溶胶-凝胶法以尿素为氮源制备了氮掺杂锐钛矿型纳米TiO2光催化剂(TEM像图显示制备的样品的平均粒径在20 nm左右,UV-vis漫反射分析表明氮掺杂使催化剂的吸收带边红移至550 nm的可见光区域),以氙灯为辐照光源,用自制光催化反应器降解甲基橙染料溶液,研究了催化剂用量、染料初始浓度和环境pH值变化对甲基橙降解率的影响,同时考察了催化剂在太阳光下的光催化活性,结果表明:当催化剂用量为2 g/L、溶液pH值为2.74时,初始浓度为10 mg/L的甲基橙在氙灯光照45 min后降解率达100%;自然光照120 min后降解率为95.4%。

微波改性活性炭深度处理甲基橙染料废水的性能研究

活性炭吸附法是深度处理染料废水的主要方法之一。本研究采用微波技术对活性炭(GAC)进行改性处理,并对活性炭和微波改性活性炭(W-GAC)进行表征分析。以甲基橙溶液作为处理对象,将CODCr降解率作为吸附效果的评价指标,考察了各种吸附工况条件对吸附性能的影响。结果表明:W-GAC较GAC的比表面积与总孔容略有减小,WGAC酸性含氧的部分减少明显,碱性基团的含量是GAC的1.63倍,非极性变大,提高了改性活性炭对染料分子的吸附容量。在最佳工况条件下,W-GAC处理甲基橙废水的CODCr降解率较GAC提高了53.2%;吸附反应属于Lagergren准二级反应,相关系数R2值都在0.99以上。

微波辅助下SnCl2-HOAc-H2O2对甲基橙降解脱色的研究

在含醋酸的酸性环境中,以微波作为能量热源,在氯化亚锡的助催化作用下,将30%过氧化氢分解转化成为氧化性更强的羟基自由基,使甲基橙的偶氮键断裂,从而得到迅速降解。

石墨烯的制备及其吸附性能研究

在制备出氧化石墨的基础上制备出石墨烯,并用XRD、SEM、TEM、FT-IR等手段对样品进行了一系列表征。以甲基橙废水为吸附模拟对象,考察了不同pH、温度、投加量对吸附脱色性能的影响,研究表明在45℃下,当甲基橙浓度为20 mg/L,pH=2,石墨烯投加量为300 mg/L时,石墨烯对甲基橙的吸附效果最好,此时吸附量q为56.67 mg/g,吸附脱色率R达85.02%。石墨烯对甲基橙染料废水的吸附脱色过程采用Langmuir和Freundlich等温吸附方程拟合,结果表明Langmuir方程有较好的相关性。分别采用准一级ln(q_e-q_t)=lnq_e-k_1t和准二级t/q_t=1/k_2q_e2+t/q_e模型考察了石墨烯对甲基橙染料废水的吸附动力学,准二级反应模型与实验数据之间有更好的相关性。此外,热力学方程的计算结果表明,石墨烯对甲基橙染料废水溶液的吸附脱色过程是自发吸热过程,且以物理吸附为主。