光聲協(xié)同催化降解活性艷橙K－R.PPT.ppt

1、光聲協(xié)同催化降解活性艷橙KR,顧浩飛 安太成 陳衛(wèi)國 熊亞 鄒世春 何春 朱錫海 (中山大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，廣州，510275),國家自然科學(xué)基金資助項目（29977030），廣東省自然科學(xué)基金資助項目（990274和970167），廣東省環(huán)保局科技研究開發(fā)項目（1999-14）和河南省高等學(xué)校環(huán)境與技術(shù)重點開放實驗室資助項目,報告內(nèi)容：,摘要 前言 實驗部分 結(jié)果與討論 結(jié)論,摘要：,本實驗利用光聲協(xié)同催化降解活性艷橙K-R (RBOKR)染料。結(jié)果顯示這種光聲聯(lián)合的技術(shù)用于染料廢水的處理，不僅能夠有效地去處染料的顏色，同時可以降低COD而達到深度氧化的目的。反應(yīng)的色度去處和COD降解均

2、符合準一級動力學(xué)規(guī)律。在一定的反應(yīng)條件下，對于光聲聯(lián)合催化降解反應(yīng)而言，色度去除和COD降解的反應(yīng)速率常數(shù)分別為0.0750和0.0143min-1；而對光降解反應(yīng)而言，反應(yīng)速率常數(shù)分別為0.0197和0.0046min-1；對超聲波降解反應(yīng)，反應(yīng)速率常數(shù)則分別為0.0005和0.0001min-1。由此說明了光聲催化過程具有明顯的協(xié)同效應(yīng)。,前言：,染料廢水治理的傳統(tǒng)方法； 光催化的研究現(xiàn)況； 提高光催化效率方面的嘗試； 超聲波在提高光催化效率的應(yīng)用； 選擇活性艷橙K-R（RBOKR）作為模擬廢水進行研究。,實驗部分：,試劑：二氧化鈦P25（Degussa） 活性艷橙K-R（商品級） 儀器：

3、UV-PC2501紫外可見分光光度計 （SHIMASUN，Japan） Branson 1200超聲波清洗儀 （Branson，USA）,實驗部分：,活性艷橙K-R結(jié)構(gòu)式:,圖 1.活性艷橙K-R結(jié)構(gòu)式,實驗部分：,光聲催化反應(yīng)器：,圖 2.光聲催化反應(yīng)器,實驗部分：,分析方法： 在色度與COD測定前，用微孔濾膜（0.45m）過濾懸浮液，除去二氧化鈦顆粒；文獻1提供了色度的分析和計算方法；COD測定采用鉻法。,1 Zhou, J.J. (1988)Spectrophotometric determination the colourity of dyeing wastewater. Elect

4、roplating and Environ. Protect. 8, 39-42.,實驗部分：,實驗反應(yīng)過程： 取700ml RBOKR溶液，加入適量的二氧化鈦催化劑，置于光聲反應(yīng)器中。開啟超聲波，高壓汞燈，同時曝氣，開始計時。每30分鐘取適量懸浮溶液，經(jīng)離心后用微孔濾膜（0.45m）過濾，取清液進行色度與COD分析。除在特定條件下反應(yīng)外，通常的反應(yīng)條件是0.1m3/h的曝氣量，0.75g/l二氧化鈦催化劑，700ml 0.5mmol/lRBOKR溶液，溶液原始pH為5.8，反應(yīng)時間為150min。,結(jié)果與討論：,反應(yīng)動力學(xué)研究 ：,圖 3.不同取樣時間的RBOKR溶液的紫外可見光譜圖,結(jié)果與

5、討論：,反應(yīng)動力學(xué)研究 ：,圖 4.色度與COD去除ln(C0/Ct)=f(t),結(jié)果與討論：,實驗條件對反應(yīng)速率常數(shù)的作用： 1.反應(yīng)液濃度的影響：,圖 5.反應(yīng)液濃度對反應(yīng)速率常數(shù)的影響,結(jié)果與討論：,2.催化劑量的影響：,圖 6.催化劑量對反應(yīng)速率常數(shù)的影響,結(jié)果與討論：,3. pH值的影響：,圖 7.pH值對反應(yīng)速率常數(shù)的影響,結(jié)果與討論：,4. 曝氣的影響：,圖 8. 曝氣對反應(yīng)速率常數(shù)的影響,結(jié)果與討論：,5.不同曝氣的比較：,圖9.不同曝氣的比較,結(jié)果與討論：,協(xié)同效應(yīng) ： 協(xié)同效應(yīng)可以用協(xié)同因子SF來評價，在本文中，SF被定義為： SF=Rspc-(Rpc+Rus) Rspc,

6、 Rpc和Rus分別是光聲協(xié)同反應(yīng)，光催化反應(yīng)和超聲波降解過程中色度和COD去除反應(yīng)速率常數(shù)。,結(jié)果與討論：,協(xié)同效應(yīng) ：,圖10. 光聲，光，聲降解過程色度去除動力學(xué)比較,結(jié)果與討論：,協(xié)同效應(yīng) ：,圖11. 光聲，光，聲降解過程COD降解動力學(xué)比較,結(jié)果與討論：,表1.色度去除與COD降解過程的反應(yīng)動力學(xué)常數(shù)及協(xié)同因子SF,反應(yīng)動力學(xué)常數(shù)及其比值與協(xié)同因子SF,結(jié)果與討論：,協(xié)同效應(yīng)： 實驗中，色度與COD去除的協(xié)同因子SF分別為0.0548和0.0096min1，從而可以看到光催化與超聲波化學(xué)具有明顯的協(xié)同效應(yīng)，尤其是色度去除的協(xié)同效應(yīng)更加顯著。,結(jié)論：,光聲催化技術(shù)能夠有效地去除RBOKR溶液的色度和COD，而且，色度的去除更加容易； 色度和COD去除均符合準一級動力學(xué)規(guī)律，其速率常數(shù)與