一种在钛合金表面制备硫掺杂异相芬顿催化剂的方法及应用与流程

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一种在钛合金表面制备硫掺杂异相芬顿催化剂的方法及应用与流程

本发明涉及一种异相芬顿催化剂及应用。



背景技术:

fenton氧化法可利用均相二价铁离子作为均相催化剂在一定的ph条件下来催化h2o2,h2o2产生羟基自由基来氧化降解有机污染物。然而,均相fenton氧化法存在ph适用范围窄即在ph3~4条件下降解效率高、反应中有铁泥产生,以及催化剂无法回收利用的缺点,因而研制了其广泛使用。为了克服均相fenton反应的缺点,在此基础上进一步发展了铁基类fenton催化剂。这些催化剂以粉体形式存在,类fenton反应结束后需离心或过滤分离,存在回收复杂、耗时长,一般需要2h~5h,且回收过程中存在催化剂损失的缺点。因此,制备具有高催化活性、易于回收的固定化膜层类fenton催化剂对于解决传统类fenton催化剂回收复杂的问题具有重要的意义。

目前,微弧氧化法技术在q235碳钢上制备铁氧化物膜层类fenton催化剂,但其膜层机械性能差,超声5分钟后会出现膜层脱落;而钛合金虽然可以获得机械性能好的膜层,但相关类芬顿催化剂的相关研究较少。



技术实现要素:

本发明的目的是要解决现有均相芬顿催化剂反应时间长,芬顿反应体系适用的ph范围窄,催化剂无法回收及类芬顿催化剂膜层的力学性能差的问题,而提供一种在钛合金表面制备硫掺杂异相芬顿催化剂的方法及应用。

一种在钛合金表面制备硫掺杂异相芬顿催化剂的方法,具体是按以下步骤完成的:

一、钛合金表面预处理:

依次采用500#sic砂纸、1000#sic砂纸、1500#sic砂纸、2000#sic砂纸和2500#sic砂纸对钛合金的表面进行打磨抛光,至钛合金的表面为镜面,得到表面光亮的钛合金;首先使用去离子水对表面光亮的钛合金清洗3次~5次,然后使用无水乙醇对表面光亮的钛合金清洗3次~5次,最后使用吹风机吹干,得到预处理后的钛合金;

二、制备电解液:

将nasio3·9h2o加入到去离子水中,再搅拌至nasio3·9h2o完全溶解,再加入次亚磷酸钠,再搅拌至次亚磷酸钠完全溶解,得到电解液;

步骤二中所述的nasio3·9h2o的质量与去离子水的体积比为(15g~25g):1l;

步骤二中所述的次亚磷酸钠的质量与去离子水的体积比为(0.5g~1.5g):1l;

三、将电解液加入到不锈钢电解槽中,再将步骤一中得到的预处理后的钛合金置于电解液中,预处理后的钛合金与电源正极相连,作为阳极;不锈钢电解槽与电源负极相连接,作为阴极;采用恒流脉冲微弧氧化电源供电,在电流密度为0.06a/cm2~0.5a/cm2、电源频率200hz~2000hz、电解液温度25℃~35℃和电解液的ph值为8~12下反应150s~300s,关闭恒流脉冲微弧氧化电源,向电解液中加入铁氰化钾和硫代硫酸钠,再搅拌至铁氰化钾和硫代硫酸钠溶解,再打开恒流脉冲微弧氧化电源,再在电流密度为0.06a/cm2~0.50a/cm2、电源频率200hz~2000hz、电解液温度25℃~35℃和电解液的ph值为8~12下反应20min~40min,再将预处理后的钛合金取出,再使用去离子水冲洗3次~5次,最后使用吹风机吹干,在钛合金表面得到硫掺杂异相芬顿催化剂,即完成一种在钛合金表面制备硫掺杂异相芬顿催化剂的方法;

步骤三中所述的铁氰化钾的质量与电解液的体积比为(3g~8g):1l;

步骤三中所述的硫代硫酸钠的质量与电解液的体积比为(1g~20g):1l。

本发明的优点:

一、本发明制备的电解液体系稳定,碱性体系对环境污染小;膜孔径分布广泛,既有突起又有很多微纳米级孔径;

二、本发明制备的硫掺杂异相芬顿催化剂可以扩大芬顿催化剂的应用范围,芬顿反应的应用可以从强酸性至近中性体系;

三、本发明制备的硫掺杂异相芬顿催化剂的力学性能也较好,可以耐受30min的超声,且回收方便,直接取出来使用水清洗就好,可以循环使用;

四、本发明制备的硫掺杂异相芬顿催化剂在60min可以降解90%以上的苯酚。

本发明可获得硫掺杂异相芬顿催化剂。

附图说明

图1为实施例一制备的硫掺杂异相芬顿催化剂的sem图;

图2为实施例二制备的硫掺杂异相芬顿催化剂的sem图;

图3为实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂的sem图;

图4为实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂经过超声30min后的宏观形貌;

图5为对比试验制备的陶瓷膜层类芬顿催化剂经过超声5min的宏观形貌;

图6为降解中性苯酚废水的降解效率图,图6中1为使用钛基降解苯酚废水的降解效率曲线,2为使用铁基降解苯酚废水的降解效率曲线,3为使用实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂的降解效率曲线;

图7为硫掺杂异相芬顿催化剂在ph值为4的条件下降解苯酚的效率图,图7中1为实施例一制备的硫掺杂异相芬顿催化剂在ph值为4的条件下降解苯酚的效率曲线,2为实施例二制备的硫掺杂异相芬顿催化剂在ph值为4的条件下降解苯酚的效率曲线,3为实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂在ph值为4的条件下降解苯酚的效率曲线;

图8为硫掺杂异相芬顿催化剂在中性条件下降解苯酚的效率图,图8中1为实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂在中性条件下降解苯酚的效率曲线,2为第二次循环的实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂在中性条件下降解苯酚的效率曲线,3为第三次循环的实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂在中性条件下降解苯酚的效率曲线。

具体实施方式

具体实施方式一:本实施方式是一种在钛合金表面制备硫掺杂异相芬顿催化剂的方法具体是按以下步骤完成的:

一、钛合金表面预处理:

依次采用500#sic砂纸、1000#sic砂纸、1500#sic砂纸、2000#sic砂纸和2500#sic砂纸对钛合金的表面进行打磨抛光,至钛合金的表面为镜面,得到表面光亮的钛合金;首先使用去离子水对表面光亮的钛合金清洗3次~5次,然后使用无水乙醇对表面光亮的钛合金清洗3次~5次,最后使用吹风机吹干,得到预处理后的钛合金;

二、制备电解液:

将nasio3·9h2o加入到去离子水中,再搅拌至nasio3·9h2o完全溶解,再加入次亚磷酸钠,再搅拌至次亚磷酸钠完全溶解,得到电解液;

步骤二中所述的nasio3·9h2o的质量与去离子水的体积比为(15g~25g):1l;

步骤二中所述的次亚磷酸钠的质量与去离子水的体积比为(0.5g~1.5g):1l;

三、将电解液加入到不锈钢电解槽中,再将步骤一中得到的预处理后的钛合金置于电解液中,预处理后的钛合金与电源正极相连,作为阳极;不锈钢电解槽与电源负极相连接,作为阴极;采用恒流脉冲微弧氧化电源供电,在电流密度为0.06a/cm2~0.5a/cm2、电源频率200hz~2000hz、电解液温度25℃~35℃和电解液的ph值为8~12下反应150s~300s,关闭恒流脉冲微弧氧化电源,向电解液中加入铁氰化钾和硫代硫酸钠,再搅拌至铁氰化钾和硫代硫酸钠溶解,再打开恒流脉冲微弧氧化电源,再在电流密度为0.06a/cm2~0.50a/cm2、电源频率200hz~2000hz、电解液温度25℃~35℃和电解液的ph值为8~12下反应20min~40min,再将预处理后的钛合金取出,再使用去离子水冲洗3次~5次,最后使用吹风机吹干,在钛合金表面得到硫掺杂异相芬顿催化剂,即完成一种在钛合金表面制备硫掺杂异相芬顿催化剂的方法;

步骤三中所述的铁氰化钾的质量与电解液的体积比为(3g~8g):1l;

步骤三中所述的硫代硫酸钠的质量与电解液的体积比为(1g~20g):1l。

本实施方式的优点:

一、本实施方式制备的电解液体系稳定,碱性体系对环境污染小;膜孔径分布广泛,既有突起又有很多微纳米级孔径;

二、本实施方式制备的硫掺杂异相芬顿催化剂可以扩大芬顿催化剂的应用范围,芬顿反应的应用可以从强酸性至近中性体系;

三、本实施方式制备的硫掺杂异相芬顿催化剂的力学性能也较好,可以耐受30min的超声,且回收方便,直接取出来使用水清洗就好,可以循环使用;

四、本实施方式制备的硫掺杂异相芬顿催化剂在中性体系下,60min可以降解90%以上的苯酚。

本实施方式可获得硫掺杂异相芬顿催化剂。

具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同点是:步骤二中所述的nasio3·9h2o的质量与去离子水的体积比为(18g~23g):1l。其他步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是:步骤三中所述的次亚磷酸钠的质量与去离子水的体积比为(0.8g~1.2g):1l。其他步骤与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是:步骤一中所述的钛合金为tc4。其他步骤与具体实施方式一至三相同。

具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是:步骤三中所述的铁氰化钾的质量与电解液的体积比为(5g~8g):1l。其他步骤与具体实施方式一至四相同。

具体实施方式六:本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是:步骤三中所述的硫代硫酸钠的质量与电解液的体积比为(1g~5g):1l。其他步骤与具体实施方式一至五相同。

具体实施方式七:本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是:步骤三中所述的硫代硫酸钠的质量与电解液的体积比为(5g~10g):1l。其他步骤与具体实施方式一至六相同。

具体实施方式八:本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是:步骤三中所述的硫代硫酸钠的质量与电解液的体积比为(10g~15g):1l。其他步骤与具体实施方式一至七相同。

具体实施方式九:本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是:步骤三中将电解液加入到不锈钢电解槽中,再将步骤一中得到的预处理后的钛合金置于电解液中,预处理后的钛合金与电源正极相连,作为阳极;不锈钢电解槽与电源负极相连接,作为阴极;采用恒流脉冲微弧氧化电源供电,在电流密度为0.06a/cm2~0.1a/cm2、电源频率200hz~500hz、电解液温度25℃~30℃和电解液的ph值为8~12下反应150s~200s,关闭恒流脉冲微弧氧化电源,向电解液中加入铁氰化钾和硫代硫酸钠,再搅拌至铁氰化钾和硫代硫酸钠溶解,再打开恒流脉冲微弧氧化电源,再在电流密度为0.06a/cm2~0.1a/cm2、电源频率200hz~500hz、电解液温度25℃~30℃和电解液的ph值为8~12下反应20min~30min,再将预处理后的钛合金取出,再使用去离子水冲洗3次~4次,最后使用吹风机吹干,在钛合金表面得到硫掺杂异相芬顿催化剂,即完成一种在钛合金表面制备硫掺杂异相芬顿催化剂的方法;其他步骤与具体实施方式一至八相同。

具体实施方式十:本实施方式与具体实施方式一至九之一不同点是:步骤三中将电解液加入到不锈钢电解槽中,再将步骤一中得到的预处理后的钛合金置于电解液中,预处理后的钛合金与电源正极相连,作为阳极;不锈钢电解槽与电源负极相连接,作为阴极;采用恒流脉冲微弧氧化电源供电,在电流密度为0.2a/cm2~0.3a/cm2、电源频率1000hz~2000hz、电解液温度30℃~35℃和电解液的ph值为8~12下反应200s~300s,关闭恒流脉冲微弧氧化电源,向电解液中加入铁氰化钾和硫代硫酸钠,再搅拌至铁氰化钾和硫代硫酸钠溶解,再打开恒流脉冲微弧氧化电源,再在电流密度为0.2a/cm2~0.3a/cm2、电源频率200hz~500hz、电解液温度30℃~35℃和电解液的ph值为8~12下反应30min~40min,再将预处理后的钛合金取出,再使用去离子水冲洗4次~5次,最后使用吹风机吹干,在钛合金表面得到硫掺杂异相芬顿催化剂,即完成一种在钛合金表面制备硫掺杂异相芬顿催化剂的方法;其他步骤与具体实施方式一至九相同。

具体实施方式十一:本实施方式是硫掺杂异相芬顿催化剂用于处理苯酚废水。

具体实施方式十二:本实施方式与具体实施方式十一的不同点是:所述的硫掺杂异相芬顿催化剂用于处理苯酚废水是按以下步骤完成的:

将硫掺杂异相芬顿催化剂浸入到苯酚废水中,再在搅拌速度为100r/min~500r/min下加入浓度为6mmol/l的双氧水,再将苯酚废水的ph值调节至4,再在搅拌速度为100r/min~500r/min下搅拌反应60min~80min,得到处理后水;所述的硫掺杂异相芬顿催化剂的几何面积与苯酚废水的体积比(5cm2~10cm2):50ml;所述的苯酚废水中苯酚的浓度为20mg/l~50mg/l;所述的硫掺杂异相芬顿催化剂的几何面积与浓度为6mmol/l的双氧水的体积比为(5cm2~10cm2):50ml。

其他与具体实施方式十一相同。

采用以下实施例验证本发明的有益效果:

实施例一:一种在钛合金表面制备硫掺杂异相芬顿催化剂的方法,具体是按以下步骤完成的:

一、钛合金表面预处理:

依次采用500#sic砂纸、1000#sic砂纸、1500#sic砂纸、2000#sic砂纸和2500#sic砂纸对钛合金的表面进行打磨抛光,至钛合金的表面为镜面,得到表面光亮的钛合金;首先使用去离子水对表面光亮的钛合金清洗4次,然后使用无水乙醇对表面光亮的钛合金清洗4次,最后使用吹风机吹干,得到预处理后的钛合金;

步骤一中所述的钛合金为tc4;

二、制备电解液:

将nasio3·9h2o加入到去离子水中,再搅拌至nasio3·9h2o完全溶解,再加入次亚磷酸钠,再搅拌至次亚磷酸钠完全溶解,得到电解液;

步骤二中所述的nasio3·9h2o的质量与去离子水的体积比为20g:1l;

步骤二中所述的次亚磷酸钠的质量与去离子水的体积比为1.0g:1l;

三、将电解液加入到不锈钢电解槽中,再将步骤一中得到的预处理后的钛合金置于电解液中,预处理后的钛合金与电源正极相连,作为阳极;不锈钢电解槽与电源负极相连接,作为阴极;采用恒流脉冲微弧氧化电源供电,在电流密度为0.06a/cm2、电源频率500hz、电解液温度30℃和电解液的ph值为10下反应150s,关闭恒流脉冲微弧氧化电源,向电解液中加入铁氰化钾和硫代硫酸钠,再搅拌至铁氰化钾和硫代硫酸钠溶解,再打开恒流脉冲微弧氧化电源,再在电流密度为0.06a/cm2、电源频率200hz、电解液温度30℃和电解液的ph值为10下反应20min,再将预处理后的钛合金取出,再使用去离子水冲洗4次,最后使用吹风机吹干,在钛合金表面得到硫掺杂异相芬顿催化剂,即完成一种在钛合金表面制备硫掺杂异相芬顿催化剂的方法;

步骤三中所述的铁氰化钾的质量与电解液的体积比为5g:1l;

步骤三中所述的硫代硫酸钠的质量与电解液的体积比为5g:1l。

实施例二:一种在钛合金表面制备硫掺杂异相芬顿催化剂的方法,具体是按以下步骤完成的:

一、钛合金表面预处理:

依次采用500#sic砂纸、1000#sic砂纸、1500#sic砂纸、2000#sic砂纸和2500#sic砂纸对钛合金的表面进行打磨抛光,至钛合金的表面为镜面,得到表面光亮的钛合金;首先使用去离子水对表面光亮的钛合金清洗4次,然后使用无水乙醇对表面光亮的钛合金清洗4次,最后使用吹风机吹干,得到预处理后的钛合金;

步骤一中所述的钛合金为tc4;

二、制备电解液:

将nasio3·9h2o加入到去离子水中,再搅拌至nasio3·9h2o完全溶解,再加入次亚磷酸钠,再搅拌至次亚磷酸钠完全溶解,得到电解液;

步骤二中所述的nasio3·9h2o的质量与去离子水的体积比为20g:1l;

步骤二中所述的次亚磷酸钠的质量与去离子水的体积比为1.0g:1l;

三、将电解液加入到不锈钢电解槽中,再将步骤一中得到的预处理后的钛合金置于电解液中,预处理后的钛合金与电源正极相连,作为阳极;不锈钢电解槽与电源负极相连接,作为阴极;采用恒流脉冲微弧氧化电源供电,在电流密度为0.06a/cm2、电源频率500hz、电解液温度30℃和电解液的ph值为10下反应150s,关闭恒流脉冲微弧氧化电源,向电解液中加入铁氰化钾和硫代硫酸钠,再搅拌至铁氰化钾和硫代硫酸钠溶解,再打开恒流脉冲微弧氧化电源,再在电流密度为0.06a/cm2、电源频率200hz、电解液温度30℃和电解液的ph值为10下反应20min,再将预处理后的钛合金取出,再使用去离子水冲洗4次,最后使用吹风机吹干,在钛合金表面得到硫掺杂异相芬顿催化剂,即完成一种在钛合金表面制备硫掺杂异相芬顿催化剂的方法;

步骤三中所述的铁氰化钾的质量与电解液的体积比为5g:1l;

步骤三中所述的硫代硫酸钠的质量与电解液的体积比为10g:1l。

实施例三:一种在钛合金表面制备硫掺杂异相芬顿催化剂的方法,具体是按以下步骤完成的:

一、钛合金表面预处理:

依次采用500#sic砂纸、1000#sic砂纸、1500#sic砂纸、2000#sic砂纸和2500#sic砂纸对钛合金的表面进行打磨抛光,至钛合金的表面为镜面,得到表面光亮的钛合金;首先使用去离子水对表面光亮的钛合金清洗4次,然后使用无水乙醇对表面光亮的钛合金清洗4次,最后使用吹风机吹干,得到预处理后的钛合金;

步骤一中所述的钛合金为tc4;

二、制备电解液:

将nasio3·9h2o加入到去离子水中,再搅拌至nasio3·9h2o完全溶解,再加入次亚磷酸钠,再搅拌至次亚磷酸钠完全溶解,得到电解液;

步骤二中所述的nasio3·9h2o的质量与去离子水的体积比为20g:1l;

步骤二中所述的次亚磷酸钠的质量与去离子水的体积比为1.0g:1l;

三、将电解液加入到不锈钢电解槽中,再将步骤一中得到的预处理后的钛合金置于电解液中,预处理后的钛合金与电源正极相连,作为阳极;不锈钢电解槽与电源负极相连接,作为阴极;采用恒流脉冲微弧氧化电源供电,在电流密度为0.06a/cm2、电源频率500hz、电解液温度30℃和电解液的ph值为10下反应150s,关闭恒流脉冲微弧氧化电源,向电解液中加入铁氰化钾和硫代硫酸钠,再搅拌至铁氰化钾和硫代硫酸钠溶解,再打开恒流脉冲微弧氧化电源,再在电流密度为0.06a/cm2、电源频率200hz、电解液温度30℃和电解液的ph值为10下反应20min,再将预处理后的钛合金取出,再使用去离子水冲洗4次,最后使用吹风机吹干,在钛合金表面得到硫掺杂异相芬顿催化剂,即完成一种在钛合金表面制备硫掺杂异相芬顿催化剂的方法;

步骤三中所述的铁氰化钾的质量与电解液的体积比为5g:1l;

步骤三中所述的硫代硫酸钠的质量与电解液的体积比为15g:1l。

对比试验:一种利用等离子体电解氧化法在q235碳钢表面制备陶瓷膜层类芬顿催化剂的方法,是按以下步骤完成的:

一、q235碳钢前处理:依次使用500#砂纸、1500#砂纸和2500#砂纸对q235碳钢的表面进行打磨至q235碳钢的表面为镜面;使用去离子水冲洗q235碳钢表面4次,再使用无水乙醇冲洗q235碳钢表面4次,最后使用吹风机吹干,得到光亮的q235碳钢;

二、将步骤一中得到的光亮的q235碳钢置于不锈钢电解槽中的电解液中,作为阳极;不锈钢电解槽与电源负极相连接,作为阴极;

三、采用脉冲电源供电,在电流密度为12a/cm2、电源频率2000hz、电解液温度30℃和电解液ph值为14.0的条件下进行等离子体电解氧化反应20min,在q235碳钢表面得到陶瓷膜层类芬顿催化剂,即完成一种利用等离子体电解氧化法在q235碳钢表面制备陶瓷膜层类芬顿催化剂的方法;

步骤三中所述的电解液由硅酸钠、次亚磷酸钠和水组成;所述的电解液中硅酸钠的浓度为25g/l;所述的电解液中次亚磷酸钠的浓度为1g/l。

图1为实施例一制备的硫掺杂异相芬顿催化剂的sem图;

从图1可知,实施例一制备的硫掺杂异相芬顿催化剂的表面有一些突起和孔洞,且突起上也有孔洞分布。

图2为实施例二制备的硫掺杂异相芬顿催化剂的sem图;

从图2可知,实施例二制备的硫掺杂异相芬顿催化剂的表面有较多的突起和孔洞,且突起上也有孔洞分布。

图3为实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂的sem图;

从图3可知,实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂的表面有大量的突起和孔洞,且突起上除了孔洞之外,还有很多颗粒。

将实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂在超声功率为60w的蒸馏水中超声30min,实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂经过超声30min后的宏观形貌如图4所示;

图4为实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂经过超声30min后的宏观形貌;

从图4可知,实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂经过超声30min后表面仍然比较完整,膜层机械性质稳定。

将对比试验制备的陶瓷膜层类芬顿催化剂在超声功率为60w的蒸馏水中超声5min,对比试验制备的陶瓷膜层类芬顿催化剂经过超声5min后的宏光形貌如图5所示;

图5为对比试验制备的陶瓷膜层类芬顿催化剂经过超声5min的宏观形貌;

从图5可知,对比试验制备的陶瓷膜层类芬顿催化剂经过超声5min后表面已经出现了膜层脱落。

图4和图5为使用数码照相机拍摄的数码照片。

苯酚的降解试验一:

将6cm2的钛合金tc4加入到50ml的中性苯酚废水中,再在搅拌速度为300r/min下加入34μl浓度为30%的双氧水,再在搅拌速度为300r/min下搅拌反应0min~75min,得到处理后水;所述的中性苯酚废水中苯酚的浓度为35mg/l,降解情况如图6中1所示;

将6cm2的q235合金加入到50ml中性苯酚废水中,再在搅拌速度为300r/min下加入34μl浓度为30%的双氧水,再在搅拌速度为300r/min下搅拌反应0min~75min,得到处理后水;所述的中性苯酚废水中苯酚的浓度为35mg/l,降解情况如图6中2所示;

将6cm2的实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂浸入到50ml中性苯酚废水中,再在搅拌速度为300r/min下加入34μl浓度为30%的双氧水,再在搅拌速度为300r/min下搅拌反应0min~75min,得到处理后水;所述的中性苯酚废水中苯酚的浓度为35mg/l,降解情况如图6中3所示;

图6为降解苯酚废水的降解效率图,图6中1为使用钛基降解苯酚废水的降解效率曲线,2为使用铁基降解苯酚废水的降解效率曲线,3为使用实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂的降解效率曲线;

从图6可知,实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂在中性条件下,60min能降解90%以上的苯酚,而钛合金和铁对苯酚的降解几乎没有变化。

苯酚的降解试验二:

将6cm2的实施例一制备的硫掺杂异相芬顿催化剂浸入到50ml苯酚废水中,再在搅拌速度为300r/min下加入34μl浓度为30%的双氧水,再使用浓度为0.01mol/l稀硫酸将苯酚废水的ph值调节至4.0,再在搅拌速度为300r/min下搅拌反应0min~75min,得到处理后水;所述的苯酚废水中苯酚的浓度为35mg/l,降解情况如图7中1所示;

将6cm2的实施例二制备的硫掺杂异相芬顿催化剂浸入到50ml苯酚废水中,再在搅拌速度为300r/min下加入34μl浓度为30%的双氧水,再使用浓度为0.01mol/l稀硫酸将苯酚废水的ph值调节至4.0,再在搅拌速度为300r/min下搅拌反应0min~75min,得到处理后水;所述的苯酚废水中苯酚的浓度为35mg/l,降解情况如图7中2所示;

将6cm2的实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂浸入到50ml苯酚废水中,再在搅拌速度为300r/min下加入34μl浓度为30%的双氧水,再使用浓度为0.01mol/l稀硫酸将苯酚废水的ph值调节至4.0,再在搅拌速度为300r/min下搅拌反应0min~75min,得到处理后水;所述的苯酚废水中苯酚的浓度为35mg/l,降解情况如图7中3所示;

图7为硫掺杂异相芬顿催化剂在ph值为4的条件下降解苯酚的效率图,图7中1为实施例一制备的硫掺杂异相芬顿催化剂在ph值为4的条件下降解苯酚的效率曲线,2为实施例二制备的硫掺杂异相芬顿催化剂在ph值为4的条件下降解苯酚的效率曲线,3为实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂在ph值为4的条件下降解苯酚的效率曲线;

从图7可知,随着硫源含量的增加,苯酚的降解速率加快。

苯酚的降解试验三:将6cm2的实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂浸入到50ml中性的苯酚废水中,再在搅拌速度为300r/min下加入34μl浓度为30%的双氧水,再在搅拌速度为300r/min下搅拌反应0min~80min,得到处理后水;所述的中性的苯酚废水中苯酚的浓度为35mg/l,降解情况如图8中1所示;

循环性能试验一:将苯酚的降解试验三中得到的降解苯酚75min后的实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂取出,再使用蒸馏水清洗5次,再在温度为60℃下真空干燥10h,得到第二次循环的实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂;将第二次循环的实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂浸入到50ml中性的苯酚废水中,再在搅拌速度为300r/min下加入34μl浓度为30%的双氧水,再在搅拌速度为300r/min下搅拌反应0min~90min,得到处理后水;所述的中性的苯酚废水中苯酚的浓度为35mg/l,降解情况如图8中2所示;

循环性能试验二:将循环性能试验一中得到的降解苯酚90min后的第二次循环的实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂取出,再使用蒸馏水清洗5次,再在温度为60℃下真空干燥10h,得到第三次循环的实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂;将第三次循环的实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂浸入到50ml中性的苯酚废水中,再在搅拌速度为300r/min下加入34μl浓度为30%的双氧水,再在搅拌速度为300r/min下搅拌反应0min~90min,得到处理后水;所述的中性的苯酚废水中苯酚的浓度为35mg/l,降解情况如图8中3所示;

图8为硫掺杂异相芬顿催化剂在中性条件下降解苯酚的效率图,图8中1为实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂在中性条件下降解苯酚的效率曲线,2为第二次循环的实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂在中性条件下降解苯酚的效率曲线,3为第三次循环的实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂在中性条件下降解苯酚的效率曲线。

从图8可知,实施例三制备的硫掺杂异相芬顿催化剂循环三次,在中性条件下依然有降解性能。

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