蒽醌-2-磺酸钠废水的湿式催化过氧化处理工艺及其催化剂的研究

【摘要】蒽醌-2-磺酸钠是一种重要的蒽醌类染料中间体,是合成蒽醌类酸性染料的主要原料,可用于合成活性、还原以及分散染料,这类染料废水是典型的高浓度、高色度、高酸度的有机废水,直接采用传统的生化和物化方法处理效果不佳。催化湿式过氧化氢氧化技术是近年来发展起来的一种用于处理难降解废水的高级氧化技术,与传统的湿式氧化技术相比,湿式催化过氧化技术能够降低系统反应条件,减少反应时间,提高氧化效率,受到了学者的广泛重视。本文旨在筛选出一种活性组分分散度更高、活性和稳定性更好、更为廉价的催化剂,并优化其制备工艺以及湿式催化过氧化反应的工艺条件,为实际工程应用提供理论依据。本论文以过渡金属Cu为主活性组分,通过添加第二活性组分Mn以及掺杂稀土元素Ce,研制出适用于湿式催化过氧化技术(CWPO)处理含高浓度蒽醌-2-磺酸钠(SAS)有机废水的复合催化剂。通过考察浸渍液活性组分浓度、浸渍温度、浸渍时间、焙烧温度、焙烧时间等催化剂制备参数对模拟废水COD去除效果的影响,选择出最合适的催化剂制备参数,即Cu2+浓度为6%、Mn2+和Ce3+浓度为2%；浸渍温度为25℃；浸渍时间为12h；焙烧温度为500℃；焙烧时间为4h。活性组分在高温条件下极易溶出的现象严重影响了铜系列催化剂在实际工程上的推广应用,其溶出的方式分为酸性溶出以及反应性溶出,其中反应性溶出是主要的溶出方式,通过改变进水pH、焙烧温度、添加助剂等方式能够改善Cu2+溶出情况。掺杂稀土元素Ce后,能有效减少主活性组分Cu2+的溶出量,溶出量由25.4mg·L-1降到了2.7mg·L-1,提高了催化剂的稳定性；将最佳条件下制备的催化剂用于湿式催化过氧化降解5g·L-1蒽醌-2-磺酸钠废水,通过考察反应温度、搅拌速度、催化剂投加量、双氧水投加量、进水pH等工艺条件对模拟废水COD去除效果的影响,选择出最佳反应条件：即反应温度为190℃；搅拌速度为500r-min-1;催化剂投加量为4g·L-1；30%H2O2投加量为55mL·L-1；进水pH为9。在此工艺条件下,模拟废水COD去除效果最理想,在反应100min后,COD的去除率能达到95.33%。利用LC-MS对不同反应时间蒽醌-2-磺酸钠的降解产物进行分析,得出蒽醌-2-磺酸钠过氧化氢催化氧化的降解途径：首先蒽醌-2-磺酸钠被氧化为2-(4-羟基苯甲酰)苯甲酸,随后分解生成邻苯二甲酸以及对苯酚,邻苯二甲酸被进一步氧化成邻苯酚以及邻苯醌,而对苯酚则被氧化成对苯醌,邻苯醌再进一步氧化分解成己二烯二酸,己二烯二酸和对苯醌进一步降解生成马来酸,马来酸降解产生草酸,最后部分有机物矿化为二氧化碳和水。
【作者】邱沪生；
【导师】蔡天明；陈立伟；
【作者基本信息】南京农业大学，环境工程，2013，硕士
【关键词】蒽醌-2-磺酸钠；湿式催化过氧化；催化剂；降解途径；

【参考文献】
[1]梁玉杰.大庆杏树岗油田北部杏一~二区东部葡Ⅰ1~3油组储层沉积特征研究[D].吉林大学,地质工程,2013,硕士.
[2]赵坡.地质体三维建模空间插值与可视化算法研究及实现[D].成都理工大学,计算数学,2013,硕士.
[3]王亚青.我国省域全要素能源效率及影响因素研究[D].西安科技大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[4]李美玲.镁铝尖晶石等材料物性的理论研究[D].东北大学　,2009.
[5]庞成俊.基于全景视觉的车辆异常行为检测技术的研究[D].浙江工业大学,2009.
[6]乐锋.国电北仑公司核心竞争力研究[D].宁波大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[7]赵永昕.水环境中五氯酚及其代谢物的电化学测定和与DNA相互作用的光谱学研究[D].南京师范大学,2012.
[8]刘敏.以互文性理论探析《圣经》对施玮小说创作的影响[D].内蒙古大学,比较文学与世界文学,2014,硕士.
[9]张彩霞.中国农村养老保险保障制度研究[D].中南林业科技大学,农村与区域发展,2013,硕士.
[10]李璟.论新闻策划在新闻传播中的地位和作用[D].复旦大学,新闻学,2012,硕士.
[11]张晓娟.电石渣与煤掺烧固硫的实验研究[D].东北大学,环境科学,2010,硕士.
[12]张峥.在线吹氩站的自动控制系统[J].冶金自动化,2001,06:47-49.
[13]赵志跃.永康民营企业人力资源管理系统设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[14]苏鲁.我国民间融资疏导模式的法律分析[D].兰州大学,民商法（专业学位）,2013,硕士.
[15]杨凯,胡立磊,程亮,史晓泽,刘庄.基于功能化石墨烯-磁性纳米颗粒复合物的多模式成像指导下的光热治疗[A].中国化学会.中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C].中国化学会:,2012:1.
[16]张鸿雁.稷下学宫的办学特点对我国高校办学的启示[D].内蒙古农业大学,教育经济与管理,2013,硕士.
[17]徐枝.呼叫中心业务管理系统的设计与实现[D].哈尔滨工业大学,软件工程,2013,硕士.
[18]范飞.开封理事厅教堂研究[D].西安建筑科技大学,建筑历史与理论,2004,硕士.
[19]田晓玉.中原地区农村适度规模经营与土地流转研究[D].河南农业大学,土地资源管理,2012,硕士.
[20]胡宏.高炉系统UPS设置方案比较及分析[J].冶金自动化,2013,05:16-18+30.
[21]见习记者覃秘.力合股份“清理家产”或为重组铺路[N].上海证券报,2011-07-23004.
[22]李晶.贵金属珠、链类首饰自动加工工艺研究[D].中国地质大学,宝石学,2014,博士.
[23]于之虹,郭志忠.改进主成分分析法用于暂态稳定评估的输入特征选择[J].电力自动化设备,2003,08:17-21.
[24]孙艳敏.采供血相关负面事件对公众献血行为影响及补救策略研究[D].西南交通大学,管理科学与工程,2014,硕士.
[25]李可欣.国产情景喜剧的受众心理研究[D].吉林大学,广播电视艺术学,2014,硕士.
[26]黄林萱.大学生党员责任担当教育问题研究[D].哈尔滨理工大学,思想政治教育,2012,硕士.
[27]刘光俊.供应链仿真以及面向制造策略选择的供应链设计研究[D].清华大学,控制理论与控制工程,2003,硕士.
[28]易睆.高铁对长沙城市发展的影响研究[D].湖南师范大学,人文地理学,2013,硕士.
[29]黄庆新.风力发电并网逆变器的DSP控制系统研究[D].北京交通大学,2007.
[30]李少语.预应力钢带加固混凝土柱受压性能试验研究[D].西安建筑科技大学,防灾减灾工程及防护工程,2013,硕士.
[31]吴恒威.国家与公民：共和主义的视野及其得失[D].福建师范大学,政治学理论,2012,硕士.
[32]胡冰洁.DOSY实验的相关基础研究[D].华东师范大学,无线电物理,2013,硕士.
[33]刘东琦.无人机雷达图像目标识别算法的研究[D].辽宁大学,计算机应用技术,2012,硕士.
[34]米志刚.关于数列空间e~p的左右极限空间e~(p-0)与e~(p+0)[D].内蒙古大学,数学,2013,硕士.
[35]郭远帅.某无人机机翼断裂力学分析[D].南昌航空大学,工程力学,2013,硕士.
[36]王亚娟.定量组织速度成像与心肌钙蛋白I评价兔甲亢性心肌病不同左心室构型心功能变化的价值[D].大连医科大学,影像医学与核医学,2012,硕士.
[37]汪园娥.农村学生高等教育入学机会公平的影响因素研究[D].江西农业大学,农村区域发展,2011,硕士.
[38]夏旸.TRPC1、TRPC6和TRPV4在缺氧肺高压发病及其主要病理生理学改变中的作用[D].南方医科大学,内科学,2014,博士.
[39]赵鑫锐.代谢工程改造酿酒酵母降低黄酒中的氨基甲酸乙酯[D].江南大学,发酵工程,2014,博士.
[40]王芳.环氧树脂新型固化体系及其碳纳米管复合材料的研究[D].南京航空航天大学,2009.
[41]陈奎.西部省域工业竞争力综合评价与提升对策研究[D].兰州商学院,区域经济学,2013,硕士.
[42]王浪.高职《畜产品加工》专业课程教学中渗透人文精神的研究[D].湖南农业大学,2005.
[43]鄢亚晴.我国房地产上市公司资本结构优化问题研究[D].河北经贸大学,应用统计,2014,硕士.
[44]曹冬清.大型综合交通枢纽站旅客向导标识的布设方案及评价方法研究[D].北京交通大学,2008.
[45]庄世坚.生态文明:迈向人与自然的和谐[J].马克思主义与现实.2007(03)
[46]吴丘林.无线传感器网络密钥预分配方案研究[D].湖南大学,计算机科学与技术,2011,硕士.
[47]王帅.赵海滨教授治疗胸痹的经验总结及活血化瘀法对AMI后心肌重塑的实验研究[D].北京中医药大学,中西医结合临床,2013,硕士.
[48]尹玲.旅游地网络营销绩效评价研究[D].云南财经大学,旅游管理,2014,硕士.
[49]付超.双排键电子琴的乐队协奏功能[D].上海大学,音乐学,2014,硕士.
[50]施超超.基于中小企业信贷业务的银行信贷条线组织架构优化[D].南京大学,工业工程（专业学位）,2013,硕士.