铁催化有机染料降解研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着改革开放的不断深入和我国纺织工业的快速发展，我国染料工业取得了长足的发展。2019年，我国染料产量达到90多万吨，占全球总产量的70%以上，已经成为世界上最大的染料生产和供应基地。但同时，染料行业也属高能耗、高污染产业。染料废水成分复杂、色度高、有机物含量高、可生化性差，属于典型的难降解废水，对环境的危害极大，因而寻求一种经济有效的处理方法是水污染处理的一个难题。

目前，工业废水处理的主要方法有：物理或化学吸附法、化学氧化法和为微生物处理法等。由于大部分传统的物理方法以及生物处理技术不能从根本上使其发生降解而生成对环境污染相对较小的小分子物质，所以研究者们开始将目光转移到化学处理方法上来，以求能够使得大分子物质发生降解，生成对环境污染较小或者无害的物质。高级氧化技术(aops)是近年来研究的比较广泛的水处理方法之一，在反应过程中能产生高活性的自由基物质，能够与废水中难降解的有机污染物反应，而使其生成c0₂和h₂0这样的小分子物质。作为高级氧化技术之一的fenton技术，由于其存在操作简便、能够在常温常压下发生反应、反应效率高等优点，更是吸引了越来越多人的关注，成为研究热点。但是 fenton法处理废水存在反应时间长，试剂用量多，过量fe将增大废水的cod产生二次污染等问题。针对芬顿反应的不足，研究人员使用零价铁取代铁盐,使得fe³ 向fe² 转化这一限速步骤问题得到解决，并可有效降低反应结束后的铁泥地产生量，但零价铁在去除水中污染物过程中容易被氧化生成氧化物覆盖其表面, 降低反应的比表面积, 阻碍反应进一步进行, 并且无法将水中污染物矿化。 因此,更多学者研究零价铁与其他技术联用, 将零价铁的强还原性与其他技术的优点相结合, 提高废水处理效果。 常见的零价铁联用技术有：零价铁-prb(可渗透式反应墙)技术、 零价铁-过硫酸盐技术、 零价铁-微生物技术、 零价铁-fenton 技术等。

综上，本课题以罗丹明b模拟废水为处理对象，对ps/fe⁰反应体系进行研究。这是一种较为新型的氧化技术，较之 fenton 法，它可适应的 ph 范围更广，对某些污染物有着更高的去除效果。对其进行充分的研究以求解决芬顿体系中的技术问题，促进实现芬顿技术更好的实际应用和推广。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容:

1. 考察fe⁰/ps反应体系降解罗丹明b的效果

2. 考察初始ph值、fe⁰投加量、ps投加量、温度、反应时间对降解过程的影响

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   3. 研究的方法与步骤

   研究方法：

   本课题主要采用实验法进行研究，通过实验获得相关数据并对其进行对比、分析进而得出催化降解罗丹明b的最佳条件、效果等结论，同时通过互联网、电子资源数据库等途径阅读相关文献，获取该课题研究的相关信息。

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   4. 参考文献

   1. case m. van genuchten, jasquelin pena, mn(ii) oxidation in fenton and fenton type systems: identification of reaction efficiency and reaction products [j]. environ. sci. technol. 2017, 51(4): 2982-2991

   2.聂明华, 吴乐良, 余林兰等，零价铁-过硫酸盐体系同时去除水中酸性橙7和磷[j]. 环境科学学报, 2018，38(11):101-112.

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   5. 计划与进度安排

   1. 2022年11月11日－2022年6月5日：毕业论文。其中2022年11月12日－2022年3月20日：接受毕业论文任务书，查阅参考文献，完成开题报告。

   2. 2022年3月10日－3月30日：制定实验方案，做好实验所需仪器设备和化学试剂等各项准备工作。

   3. 2022年3月30日－4月29日：实验室进行实验，完成实验量的50％左右，接受中期检查。

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