1. 研究目的与意义
染料是一类难以降解的有机污染物,是我国主要的环境污染源之一.近年来,杂多酸由于其特殊的氧化还原及光化学性质,在环境光化学领域引起了广泛的关注,在紫外光的作用下,杂多酸表现出类似半导体光催化剂的特性,可以活化分子氧催化降解氯酚、氯代苯等有毒有机污染物。开发此类催化剂,对环境治理具有重要意义。
2. 国内外研究现状分析
染料废水主要来源于染料及染料中间体生产行业,由各种产品和中间体结晶的母液、生产过程中流失的物料及冲刷地面的污水等组成。据统计,我国每生产1吨染料大约排放废水744吨,在印染过程中,染料的损失量约为10~20%,其中约有一半流入环境中。由于合成染料多为大分子化合物,多数毒性较大,对微生物有抑制作用,因此废水难以治理。目前国内染料废水治理率不足30%,合格率不足60%。每生产1吨溴氨酸活性染料产生15吨以上的工艺废水,色度达3000~7000倍,cod30000~40000毫克/升,重金属铜3~50毫克/升,对环境和江河造成严重污染。传统水处理工艺中采用的生物氧化法、吸附、絮凝及化学氧化法往往不能达到满意的去除效果。
目前,利用光化学法对污染的空气和水进行环境修复和治理的基础及应用研究十分活跃。以tio2为光催化剂破坏有机污染物,国内外学者都进行了广泛系统的研究。tio2光催化降解有机污染物的最终产物可是co2、h2o和相关的各种无机离子,如cl-、no3-等。然而,在某些情况下,由于形成了稳定的中间产物,tio2就不能将有机物彻底矿化,并且由于tio2的光催化效率较低,人们开始寻找其它与tio2具有不同催化机理的光催化材料。近年来,具有与tio2相似功能的分子材料引起了人们的极大兴趣,多酸(盐)即是最有希望的催化剂和光催化剂。
多酸催化剂(pom)泛指多酸及其多金属氧酸盐,包括同多酸(盐)和杂多酸(盐)。它既具有酸性又具有氧化还原性,该催化剂活性高,选择性好,反应条件温和,无毒,不腐蚀设备,是一类多功能催化材料。采用pom光催化降解水中有机污染物的研究在国际上正处于方兴未艾的初期。
3. 研究的基本内容与计划
一、掌握光催化反应器的使用及最佳工艺条件的筛选。
二、以罗丹明b(rhodamineb,rhb)为模型化合物,研究多金属氧酸盐在不同条件下催化降解rhb的动力学。
三、根据研究现状制定详细的试验方案,并根据试验情况适当改变方案。
4. 研究创新点
以keggin结构的杂多酸进行光催化反应。
