臭氧催化氧化处理活性蓝染料废水及催化剂的研究

催化臭氧氧化技术及其在工业废水处理中的应用摘要：由于我国工业化的不断发展，对工业生产后形成的废水进行处理也变成一项迫切需要解决的问题。

由于工业生产后产生的废水中含有大量有毒物质，成分复杂，因此，实现对工业生产后的废水有效处理是一项艰巨的任务。

臭氧作为一类高清洁、低毒性的氧化剂，在工业废水处理中得到了普遍的应用。

通过使用催化剂，臭氧在氧化过程中可以有效地溶解工业废水中的各类物质，生成具备强氧化性的羟基自由基，进而实现有效净化工业废水的目的。

关键词：催化臭氧氧化；工业废水；预处理；深度处理；应用0引言近年来，我国水环境污染问题已经得到了显著的改善，但仍然是实现生态环境保护的关键环节。

其中，对工业废水的处理尤为重要，其具有种类多、量大、污染力强、成分复杂等特征，尤其是具有较强的毒性和难降解性，一旦未经处理排入水域，将会对环境造成严重破坏，甚至危及人类健康。

因此，探索工业废水处理的方法实现目前我国工业发展过程中亟待解决的问题。

在这一背景下，催化臭氧氧化技术应运而生，目前，这种技术主要缺乏系统性的应用和总结。

基于此，本文通过分析工业废水的预处理单元和深度处理，探索催化臭氧氧化技术在工业废水处理中的应用，以期能够为工业废水处理提供参考。

1 工业废水预处理单元分析1.1 二级预处理在工业废水处理中，吸附法、过滤法以及催化臭氧氧化法是常用的方法。

然而，前两种方法对于处理溶解性有机物的效率较低，而催化臭氧氧化法不仅可以有效降解有机污染物，还能提高其可生化性，减少后期生物处理的负荷，因此，它在工业生产污水二级预处理中获得了应用。

然而，由于颗粒物质的存在，臭氧的损耗会大大增加，因此这种方法不能被广泛应用于二级预处理中，仍有一定的局限性。

常见的二级预处理工艺流程如图1所示，图1 常见的二级预处理流程本文对催化臭氧氧化技术在工业废水二级预处理单元中的应用进行了总结，从小试研究和中试应用两个层面，分析了不同废水种类的二级预处理成效，在小试研究中，分析了纺织、炼油、制药、农业四个种类的废水处理成效；在中试应用中，分析了化纤、沼液两种废水的处理成效，具体如表1所示。

臭氧催化氧化技术在废水处理中的应用随着工业的发展以及城市化的进程，废水处理成为一个日益重要的问题。

废水中的有机污染物、酸性物质和重金属等物质对环境和人体健康都具有极大的危害。

因此，开发出一种高效、节能、环保的处理技术是很有必要的。

臭氧催化氧化技术便是其中一种较为理想的选择。

一、臭氧催化氧化技术的定义及原理臭氧催化氧化技术，简称催化氧化，是利用高效臭氧发生装置将氧气转化为臭氧，再将臭氧与废水中的污染物接触发生氧化反应的一种废水处理技术。

催化氧化技术主要基于臭氧具有较强氧化作用的特点，将臭氧作为一种氧化剂，与废水中的有机物、难降解物质发生氧化反应，可以高效地降解废水中的有机物、难降解物质和部分微污染物，降低废水中有害物质的含量，达到净化废水的目的。

同时，臭氧还有消毒和去除异味的作用。

二、催化氧化技术的优点1. 高效净化废水催化氧化技术对废水中的有机物、难降解物质和部分微污染物都具有很高的降解率，特别是对一些需要高浓度催化氧化的难降解有机物，如苯酚、草酸等废水处理效果优于其他技术。

同时，催化氧化技术可以去除废水中的异味，达到水体资源的保护和循环利用。

2. 药剂消耗量低相比其他处理技术，催化氧化技术的药剂消耗量较低，只需适量的臭氧气体和少量的辅助药剂，可以降低废水处理成本，减轻环境污染。

3. 自动化程度高催化氧化技术的操作过程相对较简单，可以实现智能化控制，自动控制设备参数，减少作业人员的劳动强度，提高工作效率。

三、催化氧化技术的应用场景1. 废水深度处理催化氧化技术具有高效处理废水的能力，可以在市政污水处理厂、工业废水处理厂中得到应用，特别是一些难降解有机废水的处理效果显著，同时也适用于化工、制药、食品、印染、纸浆造纸等行业的废水处理。

2. 水环境净化催化氧化技术可以降低水环境中有害物质的含量，减少对水环境的污染，例如城市排水沟、河流、湖泊等水域的水质净化。

3. 其他应用催化氧化技术还可用于食品工业中的废水处理和鼎力环保科技有限公司豆腐清污废水处理，以及污染物氧化降解、精细有机物合成、臭氧消毒等领域。

实验报告课程名称： 水处理工程实验 指导老师： 胡宏 成绩：__________________ 实验名称： 臭氧氧化法处理废水实验 类型：________________同组学生姓名： 徐亮、林蓓 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得一、实验目的和要求自臭氧应用于水处理以来，在实际应用中取得了明显的成效。

但臭氧氧化反应具有一定的选择性，氧化产物常常为小分子羧酸，酮和醛类物质，难以将有机物彻底降解为CO 2、H 2O 或其它无机物，因此TOC 和COD cr 去除率不是很高。

为了强化臭氧处理效果，人们开发出O 3/UV 、O 3/H 2O 2/UV 、O 3/固体催化剂（如活性炭，金属及其氧化物）等高级氧化技术，其共同特征是产生高活性羟基自由基（·OH ），从而达到彻底降解有机污染物的目的。

影响臭氧氧化的因素有污染物成分、含量，臭氧投加量，废水pH ，水气接触时间，紫外波长，照射强度，气体分布状况，水温等。

本实验希望达到下述目的：①加深对臭氧紫外法处理废水机理的理解；②掌握臭氧紫外法处理废水的最佳条件试验方法。

二、实验内容和原理臭氧氧化能力很强，O 3+2H ++2e →O 2+H 2O 反应体系的标准电极电位E=2.07V 。

臭氧在水中分解产生原子氧和氧气还可以产生一系列自由基，其反应式如下：2222222232322222O O H O H O H HO HO O H O O O O O O O +→→⋅⋅→+→++→特别是在碱性介质中，O 3分解产生自由基的速度很快，其反应式为：------⋅+→⋅+⋅+⋅→⋅++⋅→⋅+⋅+⋅→+H O HO O O HO HO O O O O O O HO OH O 2222323232232 新生成的羟基自由基尤其活泼，氧化能力更强，HO ﹒+H t +e →H 2O ，反应体系的标准电极电位Eo=2.80V 。

臭氧氧化技术在废水处理中的研究与应用一、引言随着工业化的不断发展，环境污染问题日益严重，其中污水处理是非常重要的一环。

废水中含有各种有机物、无机物和重金属离子等物质，这些物质对环境和人类健康造成了严重威胁。

因此，研究和应用高效、低成本的污水处理技术是极为必要的。

臭氧氧化技术在废水处理领域中得到了广泛的研究和应用。

下面就着重介绍臭氧氧化技术的原理、优势和应用，以及将来的研究方向和发展趋势。

二、臭氧氧化技术的原理臭氧氧化技术是一种通过臭氧分解废水污染物的技术。

臭氧是一种强氧化剂，能高效地氧化废水中的有机物和无机物。

该技术的原理是将饱和水蒸气或氧气等气体通过臭氧发生器中的电晕放电区域，使气体中的氧分子部分分裂为激发态氧原子，进而与氧分子结合形成臭氧，臭氧通过氧化分解或者化学吸收的方式将废水中的有机物和无机物氧化分解。

三、臭氧氧化技术的优势1.高效性臭氧氧化技术对大多数有机物和无机物有非常高效的氧化分解作用，其短时间内可以将污染物的浓度降低到很低程度。

2.可控性臭氧氧化技术的处理效果可以根据实际需要进行调整。

通过控制臭氧的投加量和pH值，可以实现对不同污染物的有效处理。

3.环境友好臭氧氧化技术的产物只有水和二氧化碳，与其他污染物相比较于其他处理技术更加环保和卫生。

4.处理成本低臭氧氧化技术不需要添加任何化学试剂，只需要一定的能源投入即可实现有效处理，因此其处理成本相对较低。

四、臭氧氧化技术在废水处理中的应用1.印染废水的处理印染废水是一类难以降解的废水，含有大量的有机色素和浸染剂。

臭氧氧化技术可以将印染废水中的有机色素和浸染剂氧化降解，从而达到有效处理的目的。

2.化工废水的处理化工废水中含有大量的有机物和无机物，其中一些物质具有毒性，危害环境和人体健康。

臭氧氧化技术可以将这些物质氧化分解，从而达到先进的化工废水处理的效果。

3.生活污水的处理生活污水中含有大量的有机物和营养物质，臭氧氧化技术可以将这些物质高效地分解，达到对生活污水的高效处理。

催化氧化亚甲基蓝废水的高效处理技术的研究随着工业化程度的提高和人们的生活水平不断提高，各种生产过程中产生的废水也逐渐增多，而其中含有大量有毒、有害物质的废水更是给环境带来了严重危害。

其中，亚甲基蓝废水更是一个烦恼。

亚甲基蓝是一种有毒有害的化学物质，经常用于染料及制药等领域。

但它的排放也会对环境造成巨大影响，致使地下水或地表水等淡水资源中出现大量的亚甲基蓝而使水质品质受到极大的破坏，因此，有效的处理技术显得至关重要。

传统的处理方法往往是生物处理，即喷淋氧化法、生物反应器法或活性污泥法等。

然而，传统的生物处理方法处理这种有毒有害的化学物质的效果不够理想，处理难度也相对较大。

因此，在研究中，我们采用了催化氧化技术来处理亚甲基蓝废水。

催化氧化技术作为一种新型、高效、经济、环保的方法，具有很好的潜力和应用前景。

催化氧化技术是指利用催化剂的性质促进氧化反应进行，从而发挥催化剂对废水中有机物的高效去除。

因此，改变传统的处理方式也需要进行深入的研究，有机地整合各类外部催化剂。

在本次研究中，我们采用了一种“二氧化铕”为催化剂。

该催化剂是一种近几年来出现的新型催化剂，具有较高的催化活性和较小的使用量，具有很好的催化活性。

我们的研究结果显示，使用“二氧化铕”可以对亚甲基蓝废水进行高效处理，而且处理后的废水中含有的亚甲基蓝浓度明显下降。

在进行实验前，首先进行了实验前处理。

实验前处理的主要目的是将废水处理成化学性质稳定、且不含过多有机物质，滤纸切成小片后被烧成灰烬，过滤后的废水被用于后续实验。

下一步，是实验的主要过程-- “二氧化铕”对亚甲基蓝废水的催化氧化处理。

在本次实验中，对不同浓度和反应时间下的催化处理效果进行了研究。

从研究结果来看，当pH值为7时，适宜的“二氧化铕”用量是0.2g/L，反应时间在60分钟时催化效果最佳，处理后亚甲基蓝的去除率达到95%以上。

此外，值得深思的是如何更加高效、经济地处理亚甲基蓝废水。

基于研究结果，我们可以得到以下结论：首先，尽量将废水处理成化学性质稳定、且不含过多有机物质，以获得更好的催化效果；其次，在使用过程中应注意催化助剂的精细化加工，从而提高其效率；最后，可以考虑与其他催化剂（例如钛、锰等）的联合使用，以获得优化后的效果。

臭氧催化氧化催化剂臭氧催化氧化催化剂是一种高效的空气污染物处理技术，它通过臭氧和催化剂的作用，将有害物质转化为无害物质，从而净化空气。

本文将从以下几个方面详细介绍臭氧催化氧化催化剂。

一、臭氧催化氧化催化剂的原理臭氧催化氧化催化剂是一种将有害物质转变为无害物质的技术。

其原理是通过在污染源处注入臭氧，在高温和高湿度条件下，臭氧与有机污染物发生反应，生成活性中间体，并与催化剂表面上的活性位点发生反应，最终将有机污染物转变为CO2、H2O等无害物质。

此外，臭氧还可以降解NOx等其他污染物。

二、臭氧催化氧化催化剂的优点1. 高效性：臭氧和催化剂相结合可以大大提高处理效率。

2. 适用范围广：适用于各种不同类型的空气污染源。

3. 无二次污染：臭氧催化氧化催化剂可以将有害物质直接转化为无害物质，不会产生二次污染。

4. 可控性强：可以根据不同的污染源，调整催化剂和臭氧的比例，以达到最佳处理效果。

5. 维护成本低：臭氧催化氧化催化剂使用寿命长，维护成本低。

三、臭氧催化氧化催化剂的应用领域1. 工业领域：臭氧催化氧化催化剂可以用于工业废水、废气处理等领域。

2. 家居领域：臭氧催化氧化催化剂可以用于空调、净水器等家居设备中，提高空气和水的质量。

3. 医疗领域：臭氧催化氧化催化剂可以用于医院空间消毒、手术室净化等领域。

四、臭氧催化氧化催化剂的应用案例1. 汽车尾气处理：在汽车尾部安装臭氧发生器和加装排放管路，在高温和高湿度条件下，臭氧和排放气体反应，将有害物质转变成无害物质。

2. 工业废水处理：将含有有机物的废水通入臭氧催化氧化催化剂反应器中，在高温和高湿度条件下，臭氧和有机物反应，将其转变为CO2、H2O等无害物质。

3. 家居空气净化：在家居空调或净水器中加装臭氧催化氧化催化剂，可以有效去除空气或水中的有害污染物。

五、臭氧催化氧化催化剂的发展趋势随着环境污染日益严重，臭氧催化氧化催化剂作为一种高效的空气污染治理技术，其发展前景非常广阔。

臭氧催化氧化-曝气生物滤池工艺对印染废水的深度处理研究黎兆中;汪晓军;梁仲海
【期刊名称】《广东化工》
【年(卷),期】2014(41)9
【摘要】采用臭氧催化氧化-曝气生物滤池工艺对印染废水进行深度处理.在室温条件下,试验水样体积为2000 mL,分别使用负载催化剂的陶粒和普通陶粒进行臭氧氧化实验.在通O3时间为15 min,臭氧的投加量达90 mg/L时,废水COD由125 mg/L下降到62 mg/L,去除率达到51％.废水水样中含较多难生物降解的有机物,经过臭氧催化氧化预处理之后,废水的可生化性得到改善.催化陶粒相对于普通陶粒表现出了更加良好的催化效果.采用臭氧催化氧化-曝气生物滤池工艺深度处理印染废水,COD的去除率达到66％,处理效果良好.
【总页数】3页(P139-140,122)
【作者】黎兆中;汪晓军;梁仲海
【作者单位】华南理工大学环境与能源学院,广东广州510006;华南理工大学环境与能源学院,广东广州510006;佛山市南海西樵鑫龙水处理有限公司,广东佛山528200
【正文语种】中文
【中图分类】X
【相关文献】
1.曝气生物滤池(BAF)工艺原理及印染废水深度处理中应用 [J], 梅巍;许峰
2.采用“臭氧-粉末活性炭-曝气生物滤池”组合工艺深度处理印染废水 [J], 操家顺;姜磊娜;蔡健明;邢丽;徐祥
3.曝气生物滤池-臭氧氧化-曝气生物滤池组合工艺对印染废水的深度处理 [J], 李达宁;汪晓军
4.臭氧催化氧化——曝气生物滤池工艺深度处理食品添加剂废水 [J], 陈志伟;汪晓军;许金花
5.臭氧催化氧化——内循环曝气生物滤池在污水深度处理中的实践 [J], 卢晓艳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

第53卷第3期 辽 宁 化 工 Vol.53，No. 3 2024年3月 Liaoning Chemical Industry March，2024高级氧化技术处理染料废水的研究进展崔可清，王志博（沈阳建筑大学 市政与环境工程学院， 辽宁 沈阳 110168）摘 要： 高级氧化技术具备快速降解速率和便捷操作等优势，能够将染料废水中难以降解的有机污染物氧化为CO2和H2O等小分子物质，因此在染料废水处理的实验中被广泛使用。

本综述列举了光催化、光电催化、芬顿、臭氧氧化等技术处理染料废水的研究应用，并对高级氧化技术在染料废水处理领域的未来进行了展望。

关 键 词：光催化； 光电催化； 芬顿； 臭氧氧化； 染料废水中图分类号：X703.1 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2024）03-0446-04染料废水是指在染色过程中产生的含有染料、助剂、盐类、有机物等污染物的废水。

这些染料具有难降解、高色度、污染性强等特点，易对人体和环境造成极大危害[1-2]。

并且其中还含有大量的盐类、酸碱度高等特性，使得其处理难度较大。

因此，必须采取有效的处理措施来保护环境和人类健康。

传统的物理、化学、生物方法在处理这类物质时降解不完全，近年来，高级氧化技术在处理这类难降解有机物得到广泛应用，其产生的羟基自由基具备强氧化性，可将染料废水中的污染物进行去除。

本文介绍了高级氧化技术在降解染料废水中的最新应用，包括光催化技术、光电催化技术、芬顿技术、臭氧氧化技术，并对几种技术在水处理领域未来进行了展望。

1 光催化技术近年来，光催化技术被广泛应用于印染废水方面的处理，该技术是指利用特定的光催化剂吸收光子能量，促进化学反应，其产生的空穴电子能够与水发生反应，生成具有强氧化性的羟基自由基[3]。

该技术具有节省能源、无二次污染、反应速度快等特点，并且可以在低温和低压下实现有机物的完全矿化。

TiO2是目前应用最广泛的半导体，具有良好的化学稳定性和氧化能力，且催化活性高、毒性低、制备成本低[4]。

Mo-Zn-Al-O臭氧催化氧化降解阳离子蓝X-BL邱敬贤;许银【摘要】以阳离子蓝X-BL废水为目标污染物,考察臭氧流速、初始pH、Mo-Zn-Al-O催化剂投加量对臭氧催化氧化降解阳离子蓝X-BL脱色率的影响,通过自由基抑制实验初步探讨了臭氧催化氧化降解阳离子蓝X-BL的反应机理.结果表明:当臭氧流速为200 mL/min,pH为3,催化剂浓度为0.5 g/L时,反应10 min后阳离子蓝X-BL脱色率达到99.7％,TOC去除率达到65.1％;反应过程中臭氧在表面吸附后与表面的活性位进行反应,电子从Mo(Ⅳ)转移到臭氧,使臭氧分解产生大量单线态氧1O2,从而氧化降解阳离子蓝X-BL.【期刊名称】《湘潭大学自然科学学报》【年(卷),期】2018(040)003【总页数】6页(P28-32,38)【关键词】臭氧;Mo-Zn-Al-O催化剂;阳离子蓝X-BL;染料废水;降解【作者】邱敬贤;许银【作者单位】湘潭大学环境与资源学院,湖南湘潭411105;湘潭大学环境与资源学院,湖南湘潭411105【正文语种】中文【中图分类】O643随着染料化工的发展，染料种类的增多，染料被广泛应用于各个领域，其生产应用过程中产生的印染废水具有浓度高，色度高，可生化性差，难降解的特点[1]，而且还会对水体环境和人类健康造成重大影响.臭氧氧化技术能有效降解有机污染物，已被广泛应用于废水处理中.但臭氧氧化具有效率低，选择性强，成本高等缺点[2]，为了提高其氧化效率，大量研究通过添加合适的催化剂，来降低反应活化能.目前国内外关于非均相催化臭氧化技术报道中涉及的催化剂主要是金属氧化物，如TiO2[3]、Al2O3[4]、Co3O4[5]、MnO2[6]、MoO3[7]等，其中MoO3负载在TiO2上可大大提高油酸臭氧催化制备壬二酸二甲酯的产率.而本课题组也研究出一种在常温常压下对染料具有很好湿式催化效果的Mo-Zn-Al-O催化剂，但是该催化剂对较高浓度染料废水的降解效果不太理想.本文以400 mg/L阳离子蓝X-BL为目标污染物，研究臭氧流速、初始pH、Mo-Zn-Al-O催化剂投加量对臭氧催化降解阳离子蓝X-BL脱色率的影响.在此基础上通过自由基抑制实验探究臭氧催化氧化降解染料废水的机理.1 实验部分1.1 试剂和仪器试剂：阳离子蓝X-BL，又称碱性蓝159(BB159)(上海罗泾染料化工有限公司)，强度为250%，工业级；Zn(NO3)2·6H2O(99%)，Al(NO3)3·9H2O(99%)，NaOH(99%)，H2SO4(98%)，钼酸铵(99%)，乙醇，以上均为分析纯试剂.实验用水为去离子水.仪器：AUY220电子天平(日本岛津公司)；DW-1-60W电动搅拌器(上海互佳仪器设备有限公司)；HH-6恒温水浴锅(常州润华电器有限公司)；雷磁pH计(上海精密科学仪器厂)；BQ50-1J蠕动泵(北京保定兰格有限公司)；DHG-9146A恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)；5E-MF6100马弗炉(鹤壁市鑫天鹤仪器仪表有限公司)；YT-304电磁振动式空气泵(森森集团股份有限公司)；XLK-G臭氧发生器(长沙高新开发区湘麓环球科技有限公司)；玻璃转子流量计(余姚市银环流量仪表有限公司).1.2 载体和催化剂的制备采用浸渍法制备Mo-Zn-Al-O催化剂.将配好的混合硝酸盐溶液(n(Zn)∶n(Al)=1∶1)置于烧杯并放在70 ℃水浴锅中水浴，然后用蠕动泵向其缓慢滴加20%的氢氧化钠溶液并搅拌，当混合液的pH为9.5～10.0时，停止滴加氢氧化钠，继续搅拌1 h后停止搅拌，然后在80 ℃下水浴陈化18 h，用真空抽滤机抽滤，洗涤，在70 ℃恒温干燥箱中干燥12 h，得Zn-Al-LDH.配制2 mol/L的钼酸铵溶液，取50 mL于坩埚中，并调节pH=7，与10 g Zn-Al-LDH混合，在常温下磁力搅拌浸渍12 h，然后于80 ℃条件下水浴蒸干10 h，最后放入马弗炉中400 ℃焙烧1 h，冷却后研磨即得Mo-Zn-Al-O催化剂.1.3 实验部分实验采用连续曝气，以阳离子蓝X-BL模拟废水为目标污染物，浓度为400 mg/L，催化剂用量为0.5 g/L.从臭氧发生器获得臭氧，通过转子流量计调节气体流量，经曝气头通入烧杯，使得臭氧与染料废水充分接触反应10 min，每隔2 min取一次样，采用紫外-可见分光光度计在600 nm波长下测阳离子蓝X-BL的吸光度，进而计算其脱色率.实验过程中采用一定浓度的NaOH和H2SO4来调节染料废水初始pH.2 结果与讨论2.1 臭氧流速的影响在染料浓度为400 mg/L，催化剂浓度为0.5 g/L的条件下，考察了臭氧流速(60、200、400、1 600 mL/min)对阳离子蓝X-BL降解效果的影响.从图1可以看出，随着臭氧流速的增加，阳离子蓝X-BL降解的效率明显增加.当臭氧流速为60mL/min时，反应10 min后，脱色率为56%；当臭氧流速增加到200 mL/min 时，反应10 min，其脱色率达到92%以上.对应臭氧流速的速率常数如图2所示，由图可知，200 mL/min时K为0.230 3，400 mL/min时K为0.334 7，1 600mL/min时K为0.612 6，随着臭氧流速增加，K值增大.随着臭氧流速的增加，溶于水中的臭氧含量增加，与催化剂接触概率增大，提高了阳离子蓝X-BL的去除效果.臭氧流速为400 mL/min和1 600 mL/min时，脱色率达到了99.9%，但考虑到臭氧过量和经济效益问题，在本试验中采用200mL/min的臭氧流速来进行后续研究.2.2 染料初始pH的影响考察染料初始pH(3、5、7、9、11)对臭氧催化氧化染料脱色率和TOC去除率的影响，结果如图3和图4所示.由图可知，pH为3时染料降解效果最好，其脱色率为99.8%，TOC去除率为64.8%.当pH为11时，其脱色率仅为11.0%，TOC 去除率为7.3%.这主要是因为：臭氧在水中的溶解度随着pH值的降低而增加，其在水中的分解速率减慢[11].在酸性条件下，臭氧以直接反应为主，即以臭氧分子与目标物直接反应；在碱性条件下，则以间接反应为主，即臭氧先与溶液中的OH-反应产生强氧化性的羟基自由基[15]，然后羟基自由基再与污染物反应.根据Zeta电位所测结果得出催化剂表面带负电荷.在酸性条件下，由于静电作用，阳离子蓝X-BL易于吸附在催化剂表面与催化剂表面的活性物种反应；而在碱性条件下，催化剂表面吸附大量的OH-[8]，有利于羟基自由基的产生，同时臭氧自身也可以产生大量的羟基自由基[20]，但由于静电排斥力作用，会使羟基自由基相互碰撞猝灭的概率增大，消耗自由基，同时不利于催化剂对染料阳离子蓝X-BL的吸附.2.3 Mo-Zn-Al-O催化剂投加量的影响考察了催化剂投加量(0.2、0.4、0.3、0.5、0.6 g/L)对催化臭氧氧化阳离子蓝X-BL降解效果的影响.由图5可知，随着催化剂投加量的增加，阳离子蓝X-BL降解的速率常数增大(由0.2 g/L的0.045 4增加到0.5 g/L的0.239 5)，脱色率逐渐增大.当Mo-Zn-Al-O催化剂在 0.5 g/L 时，脱色率达到最大值92.6%，继续增加催化剂用量时，去除率反而减小.当催化剂用量较少时，催化反应的活性位点比较少，吸附到催化剂表面的臭氧和反应物的量也少，导致处理效果不明显；随着用量的增加，催化反应的活性位点增多，吸附臭氧和反应物的量也相应增多，去除率逐渐增大，处理效果明显；随着催化剂用量的继续增多，催化剂颗粒越来越多，臭氧在废水中的小气泡间凝聚汇集[12]，导致传质速率下降，影响了臭氧和反应物的反应速率，致使去除率减小，处理效果下降.因此，Mo-Zn-Al-O催化剂的投加量以0.5g/L为宜.2.4 催化剂的稳定性催化剂的稳定性是否良好与催化剂的工业应用价值息息相关.在本文中，考察了催化剂在重复利用5次后，对阳离子蓝X-BL的催化降解效果，并以此来衡量催化剂的稳定性.结果如图6所示.在重复使用5次后，阳离子蓝X-BL的降解率仍达到89.8%，表明催化剂的活性并没有发生明显降低，仍保持较高的催化活性，说明催化剂具有良好的稳定性，具有很好的实用性和经济性.2.5 阳离子蓝X-BL废水反应前后紫外-可见光谱图分析对臭氧催化氧化不同降解时间的反应液进行紫外-可见分光光度计波长扫描，得到紫外-可见光谱图，如图7所示.分析阳离子蓝X-BL分子结构和光谱图可得：染料在被臭氧催化降解反应前有3个特征吸收峰.分别出现在可见光区的600 nm，紫外光区的292 nm和220 nm处.其中在600 nm处有最大吸收峰，是由染料结构中的偶氮键形成的共轭体系所致，而在紫外光区中较弱的吸收峰是由染料结构中的苯环和萘环引起的[18].随着反应的进行，阳离子蓝X-BL的特征吸收峰的强度呈迅速下降的趋势，经过10 min的降解后，292 nm处的吸收峰基本消失，600 nm处的吸收峰下降趋势明显，随着反应时间的延长，最终也会基本完全消失，这说明此时废水中阳离子蓝X-BL的苯环结构和发色基团已基本被破坏.而在210 nm处出现的新的吸收峰可能是因为催化剂中含有的Mo少量溶于水后形成的钼离子对染料作用的结果.2.6 反应机理分析为了确定反应过程中的自由基情况，分别向反应液中添加相应的自由基抑制剂来抑制染料废水的降解，以判断反应过程是否遵循相应的自由基反应机理.叔丁醇是一种典型的自由基抑制剂[13]，在溶液中可以快速地与·OH发生反应，从而对有机物的氧化反应构成竞争，反应后不生成·OH和·OH2-，并且在中性条件下与臭氧基本不反应，相当于臭氧分解链反应的终止剂[6].而叠氮钠和对苯醌分别为单线态氧和超氧自由基的抑制剂.加入叔丁醇(TBA)、叠氮钠(DDN)和对苯醌(BQ)后对阳离子蓝X-BL染料脱色率的影响如图8所示.叠氮钠加入之后对反应过程有很明显的影响，这一结果间接证明反应过程中产生了大量的单线态氧.叔丁醇和对苯醌的加入对染料的去除有一定的影响，但结果不太明显.这一结果也说明反应过程中产生了一定量的羟基自由基和超氧自由基.通过以上研究对其降解机理进行推测，其降解机理示意图如图9所示.首先臭氧由气相进入液相，与有机物通过化学键同时吸附聚集在催化剂表面.臭氧在表面吸附后与表面的活性位进行反应，电子从Mo(IV)转移到臭氧，使臭氧分解继而产生单线态氧1O2，而Mo(IV)同时氧化为Mo(VI).臭氧也会直接与污染物反应或与OH-反应生成·OH[17]，生成的1O2和·OH等多种活性物种会与污染物反应，将其氧化为小分子物质，最后彻底降解为CO2和H2O.氧化产物(即中间产物)和催化剂的亲合力不断减小,并最终从催化剂表面解吸.相应的反应过程反应式可表示如下(M 表示污染物)：O3+ Mo(IV)1O2+ Mo(VI)1O2+ O3O2+O2*[6]1O2+MCO2+H2OO3+ OH-HO2-+O2O3+ HO2-·OH+O2·-+ O2·OH+ O3 HO2·+O2·OH+MCO2+H2OO3+MCO2+H2O3 结论(1) 在初始 pH 为3，臭氧流速为200 mL/min，Mo-Zn-Al-O催化剂投加量为0.5 g/L的条件下，反应10 min后，400 mg/L的阳离子蓝X-BL染料废水脱色率可达99.9%，TOC去除率达到64.8%.(2) Mo-Zn-Al-O催化剂具有良好的稳定性，重复利用5次后，其脱色率仍可达到89.8%.(3) Mo-Zn-Al-O催化臭氧氧化阳离子蓝X-BL反应过程中产生的自由基类型主要是单线态氧，作用机制为催化剂吸附臭氧后在表面与其活性位反应后生成单线态氧，氧化降解阳离子蓝X-BL.参考文献【相关文献】[1] 许银，孙德智．Mo-Zn-Al-O负载催化剂的研制和湿式催化氧化染料废水的作用机制[D]．北京：北京林业大学，2012．[2] 郭春芳，张淑芬．纳米ZnO的合成及催化臭氧氧化处理印染废水[J]．印染，2013，(8):14-21．[3] 杨忆新，马军，秦庆东，等．臭氧/纳米TiO2催化氧化去除水中微量硝基苯的研究[J]．环境科学，2006，27(7)：2028-2034．[4] 王昶，梁晓霞，豆宝娟，等．γ-Al 2 O 3催化臭氧氧化降解偶氮染料橙黄G的研究[J]．水污染防治，2014，4(10)：41-45．[5] 吴丽娜，蒋平平，董玉明，等．纳米复合材料的制备及催化臭氧化应用[D]．无锡:江南大学，2013．[6] 龙丽萍，赵建国，杨利娴．常温下MnO2/Al2O3催化剂催化臭氧氧化甲苯反应[J]．催化学报，2011，32(6)：904-916．[7] 李犁，李文生．油酸催化转化制壬二酸二甲酯的研究[D]．长沙：湖南大学，2012．[8] 康雅凝，李华楠，徐冰冰，等．酸活化赤泥催化臭氧氧化降解水中硝基苯的效能研究[J]．环境科学，2013，34(5)：1790-1796．[9] JACEK NAWROCKI, BARBARA KASPRZYK-HORDERN. 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