1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
有机染料广泛存在于印染废水中,是工业废水中主要的污染物之一。随着染料和印染工业的迅速发展,印染废水污染越发严重,是目前我国几种难治理的废水之一。由于染料废水具有种类多、有机污染物含量高、成分复杂、色度高、排放量大、毒性大、可生化性差等特点,其环境危害作用极大。孔雀石绿作为一种常用染料,其对环境及人类也存在不小的威胁。因此,寻求一种经济有效的印染污水处理方法成为一个亟待解决的问题。
孔雀石绿(malachite green, mg),别名苯胺绿、碱性绿,属于三苯甲烷类染料,分子式为c23h25cln2,易溶于水和乙醇,在不同ph下,溶液呈现不同的颜色,是一种人工合成的染料[1]。孔雀石绿作为一种常用染料,可用作棉花、纸、蚕丝、塑料、羊毛、皮革的染料,还可用作食品着色剂、食品添加剂、医疗消毒剂、驱虫剂等。由于孔雀石绿具有三致(致癌、致畸、致突变)作用[1],在其生产、运输及使用过程中流入到环境中,会对环境造成污染;同时,人类在接触使用这些产品时,也会对人体健康造成威胁。染料废水不仅会降低水体透明度,影响水生生物的生长,还可以通过食物链富集,最终进入到人体当中,严重时会引发恶性肿瘤等疾病[1]。
目前,孔雀石绿的去除方法主要有吸附、萃取、混凝、膜分离、生物法、传统氧化法、高级氧化技术等。高级氧化技术(advanced oxidation processes, aops)又称深度氧化技术,发展于20世纪80年代,是一种用于处理难降解有机污染物(pops)的技术[2]。其显著的特点是在各种条件下产生羟基自由基(oh),通过羟基自由基与有机污染物发生加成、取代、断键、开环、电子转移等作用,将大分子难降解的有毒有机物氧化降解成低毒或无毒的小分子物质,甚至直接矿化成为co2和h2o,从而达到无害化的目的。羟基自由基具有氧化性强、亲电性高、反应速度快等特点,目前已成为处理难降解有机废水的研究热点[3]。根据自由基的产生方式和反应条件的不同,高级氧化技术又细分为fenton氧化法、光催化法、电化学氧化法、臭氧氧化法等。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标
(1)研究cu(ii)协同酒石酸光催化降解孔雀石绿的影响因素,确定最佳反应条件。
(2)探讨cu(ii)协同酒石酸光催化降解孔雀石绿的动力学过程及反应机理。
3. 研究的方法与方案
研究方法
(1)所有反应都在xpa-7型光化学反应仪中进行,光照时用300 w汞灯作为光源,避光时则不开启灯。
(2)按实验要求在50 ml石英反应管中分别加入cu(ii)、酒石酸、孔雀石绿的储备液,并控制酸度,混合液总体积为40 ml,置于光化学反应仪光照或避光反应,控制反应温度,根据时间快慢每隔一段时间取样分析。
4. 研究创新点
Cu(II)光催化有机酸降解孔雀石绿的研究报道较少,研究水体中Cu(II)光催化酒石酸降解孔雀石绿,揭示其作用机制,可为人们处理环境中染料污染提供一定的参考依据。
5. 研究计划与进展
(1)2015.9 ~ 2015.10 查阅有关资料文献,设计实验方案,熟悉实验仪器的操作;
(2)2015.11 ~ 2016.4 准备实验材料,按实验方案开展实验,记录有关实验数据,完成研究内容;
(3)2016. 5 处理实验数据,完成毕业论文。
