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Fe-ZSM-5分子筛催化降解染料废水的研究.pdf

2013年 2月 岩 矿 测 试 Vo1.32.No.1 February2012 ROCK AND MINERALANALYSIS 119~l23 文章编号:0254—5357(2013)01—0119—05 Fe—ZSM一5分子筛催化降解染料废水的研究 毕海超,赵俊梅,董建芳,李 义 (河北省环境地质勘查院,河北 石家庄 050021) 摘要:传统的Fenton均相亚铁盐催化剂处理染料废水,具有难以避免的二次污染和亚铁离子流失问题。分子 筛催化剂相比传统催化剂具有高效环保的特点,在催化氧化染料废水领域有着良好的前景。本文通过液相离 子交换法制备了Fe—ZSM一5非均相分子筛催化剂,替代传统的亚铁盐催化剂,应用 x射线衍射对制备的 Fe—zsM一5分子筛催化剂进行表征,表明随离子交换次数的增加,Fe—zsM一5催化剂负载的铁量上升,且较好 地保持了分子筛结构,有利于提高亚铁离子的催化能力。通过实验确定了Fe—ZSM一5催化剂催化反应的最佳 温度、pH值、Fe—ZSM一5的用量、反应时间等工艺参数,比较了Fe—ZSM一5催化剂和传统Fenton均相催化剂 降解染料废水的脱色率和废水中铁离子的残留量,结果表明Fe—ZSM一5的脱色率达到98.5%,相比于Fenton 均相催化剂的脱色率提升约3%;两种催化剂的铁离子残留量差别显著,Fe—ZSM一5催化剂处理的废水中只产 生微量的Fe离子,可以认为Fe—ZSM一5非均相分子筛催化剂有效地解决了催化剂损耗和二次污染问题。 关键词:Fe—ZSM一5分子筛;液相离子交换法;均相亚铁盐催化剂;染料废水;脱色效果 中图分类号:P641;TE624.9 文献标识码 :A 染料工业是化学工业中污染环境极为严重的行 成法制得ZSM一5分子筛膜,并对其负载金属离子 业,染料的大量使用大大加重了工业废水的排放量, 进行改性,改性后用于模拟汽油中噻吩类二元硫化 其治理技术一直是工业废水处理的难点 I2J。传统 物的分离;范闽光等 研究了改性的Cu/HZSM一5 的Fenton氧化技术采用均相亚铁盐催化剂,能够催 分子筛催化剂在乙醇无氧芳构化反应中的催化性 化过氧化氢氧化染料物质,具有很强的氧化能力,在 能;常立亚等 ¨采用气相离子交换法制备了Fe— 去除难降解的有机污染方面有较好的效果 。。。但 Mo/ZSM一5蜂窝催化剂,在400~600~C催化还原 均相亚铁盐催化剂常常引入亚铁离子,其对废水造 NO的转换率达到了98%,显示了优秀的催化性能。 成了二次污染,这给废水的后续处理及循环利用增 本文采用H—ZSM一5及硝酸铁通过液相离子 加了难度,同时造成了催化剂流失,加大了处理成 交换法制备负载有 Fe的ZSM一5催化剂,替代传统 本 。从实用性及经济方面考虑寻求均相亚铁 的亚铁盐催化剂,用 x射线衍射 (XRD)对制备的 盐替代物减弱其不利影响具有 良好的研究价值。 Fe—ZSM一5分子筛催化剂进行表征,并应用于催化 采用非均相催化剂代替均相催化剂是 目前的研 过氧化氢氧化降解染料 (酸性大红 3R染料),研究 究热点之一,应用改性 ZSM一5负载金属离子是其 分子筛催化剂的催化作用效果。 中的一个方向… 引。ZSM一5分子筛是20世纪70 年代开发的一种具有三维结构的沸石材料,因其具 l 实验部分 有 良好的光催化性能和吸附性而被广泛应用于石油 1.1 仪器与工作条件 化工领域。该沸石亲油疏水 、热和水热稳定性高,并 D/MAX—mB型x射线衍射仪 (日本理学公司 具有高比表面积、高选择性催化性能,引起了科学工 生产),测试条件为:电压40kV,电流20mA,扫描 作者的广泛关注,并取得了一定的成果 ¨。近年来 速度 10。/min,铜靶 (A =1.5406)。

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