论文部分内容阅读
由染料带来的大量污染物具有很高的毒性和致癌性,开发低成本、高去除性能的材料是目前染料废水处理研究的热点。纳米零价铁(n ZVI)是一种环境友好型强还原剂,在有机污染物降解过程中得到广泛应用,但易氧化和团聚限制了其应用。凹凸棒石(ATP)是一种较廉价的八面体层状镁铝硅酸盐矿物,具有较高的比表面积和较强的吸附性等特点,使其作为吸附剂在废水处理中具有较广的应用范围。聚苯胺(PANI)分子中含有大量的氨基和亚胺基功能基,具有较好的导电性和吸附性。本文以凹凸棒石为载体,分别制备了聚苯胺/有机改性凹凸棒石(PANI/ATP)复合材料和聚苯胺/凹凸棒石负载纳米零价铁(n ZVI/PANI/ATP)复合材料,探讨了复合材料对有机染料的降解性能。主要研究内容如下:(1)以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性的ATP合成PANI/ATP复合材料,并对甲基橙和茜素黄R混合染料进行了吸附性能的研究。着重考察了PANI/ATP复合材料的吸附时间、CTAB与ATP的比值等因素对甲基橙和茜素黄R吸附的影响。结果表明:单一染料吸附过程中,甲基橙和茜素黄R均满足二级动力学模型和Langmuir等温吸附方程。在甲基橙和茜素黄R的二元染料体系中,PANI/ATP复合材料对茜素黄R具有更好的吸附性能。解吸附试验表明,该复合材料对于甲基橙和茜素黄R的去除都具有较好的重复使用性能。(2)以聚苯胺/凹凸棒石为载体,采用液相还原法合成了负载型纳米零价铁,考察了反应时间和p H值对甲基橙降解性能的影响,并对降解过程进行了动力学分析,探讨了n ZVI/PANI/ATP复合材料对甲基橙的降解机理。结果表明:n ZVI/PANI/ATP复合材料在较大p H范围内均能有效降解水中甲基橙并具有降解长效性,当催化剂用量1.0g/L,降解体积50m L,甲基橙的浓度20mg/L,降解时间30min时,复合材料对甲基橙的降解率能达到95.8%以上,对甲基橙的降解过程符合准二级动力学模型。(3)以偶氮类染料茜素黄R(AYR)和非偶氮类染料亚甲基蓝(MB)为主要污染物,考查了n ZVI/PANI/ATP复合材料对两类不同结构染料的去除性能,研究了影响两类染料去除性能的主要因素及不同去除机理,探讨了n ZVI/PANI/ATP复合材料对污染物降解的热力学及动力学规律。结果表明:复合材料对茜素黄R、铬黒T、甲基红等偶氮类染料的去除性能明显优于非偶氮类染料亚甲基蓝、罗丹明B,对偶氮类染料的去除是n ZVI起主要作用的化学降解,而对非偶氮染料的去除则是PANI、ATP起主要作用的化学吸附。