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印染廢水甲基橙脫色技術(shù)

  甲基橙作為一種偶氮染料,是印染廢水的主要成分之一。目前,處理偶氮染料時光催化法和高級氧化技術(shù)是最為常用的方法。然而目前光催化技術(shù)和高級氧化技術(shù)都存在能耗較高,反應(yīng)時間較長等問題,而目前已經(jīng)有學(xué)者在研究染料的還原脫色反應(yīng)。因此,本研究以甲基橙為模擬廢水,模擬印染廢水多為酸性條件,研究了不同pH條件下,甲基橙的脫色率,以及反應(yīng)的動力學(xué)方程,該研究為印染廢水的還原脫色提高了理論依據(jù)以及應(yīng)用參考。

  一、實(shí)驗(yàn)

  1.1 試劑與儀器

  Ni-Al合金,氫氧化鈉(國藥集團(tuán)),無水乙醇(國藥集團(tuán)),硫酸亞鐵(國藥集團(tuán)),硼氫化鈉(國藥集團(tuán))。

  紫外可見分光光度計(jì)(日本島津公司),分析天平(上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司)。

  1.2 實(shí)驗(yàn)方法

  1.2.1 RaneyNi骨架制備

  2g雷尼鎳-鋁合金過120目篩,緩慢滴加20mL6mol/LNaOH,之后超聲15min,接著升溫至353K,保持2.5h,N2保護(hù),反應(yīng)完后洗至中性,再用無水乙醇洗3~5次。

  1.2.2 RaneyNi-Fe催化劑

  移取Fe2+濃度為24mg/L的硫酸亞鐵溶液10mL,加入RaneyNi骨架中,配置0.8MNaBH4,滴加到上述混合液當(dāng)中,超聲,反應(yīng)大約持續(xù)15min。制得RaneyNi-Fe催化劑,通過原子吸收測定準(zhǔn)確比例。

  二、結(jié)果與討論

  2.1 RaneyNi-Fe催化劑表征

  如圖1可知,XRD結(jié)果可見Fe的(110)、(200)和(211))晶面非常明顯。表面在進(jìn)行負(fù)載反應(yīng)后,F(xiàn)e已經(jīng)成功負(fù)載到RaneyNi表面。通過原子吸收測定負(fù)載率為40%。

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  2.2 不同pH值下的甲基橙脫色反應(yīng)

  本研究實(shí)驗(yàn)了不同pH值下的甲基橙脫色反應(yīng)。通過紫外可見分光光度法進(jìn)行甲基橙脫色分析,根據(jù)紫外可見光譜全波長掃描結(jié)果,由圖2可知,466nm處是最大吸收波長。根據(jù)466nm處的吸光度和標(biāo)準(zhǔn)濃度做標(biāo)準(zhǔn)曲線,計(jì)算出甲基橙的脫色率,在11min后脫色率達(dá)到99%以上。

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  2.3 不同pH下甲基橙脫色符合一級反應(yīng)速率方程

  如圖3可知,由不同pH下的吸光度和甲基橙標(biāo)準(zhǔn)曲線,計(jì)算出甲基橙的濃度,根據(jù)濃度和時間進(jìn)行方程擬合,此反應(yīng)符合一級反應(yīng)方程,將lnC0/Ct~t作圖,得出速率常數(shù)。其中pH=1.3(a),pH=2.7(b),如下圖所示,k1=0.2675(a),k2=0.2014(b)。

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  三、結(jié)論

  本研究運(yùn)用雷尼鎳-鐵合金催化劑(RaneyNi-Fe)作為甲基橙廢水的快速還原脫色劑,模擬印染廢水的酸性環(huán)境,11min脫色率在99%以上。在pH=1.3和pH=2.7條件下,該還原脫色反應(yīng)符合動力學(xué)一級反應(yīng)方程。本研究為甲基橙廢水脫色反應(yīng)提供了理論依據(jù),在印染廢水脫色領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。( >

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