電化學(xué)氧化技術(shù)處理染料廢水

摘要：采用IR和XRD等手段對自制磷鉬酸鐵（FePMo12）雜多酸進(jìn)行表征，表明雜多陰離子具有Keggin結構。將FePMo12負載于修飾后的分子篩上制備FePMo12/APTES-4A催化劑填充于電化學(xué)反應器中，考察電化學(xué)氧化體系對酸性大紅3R染料廢水的脫色效果，其脫色率高于二維電化學(xué)反應器。利用Box-Behnken中心組合實(shí)驗設計及響應面（RSM）分析，以pH值，板間距，槽電壓，曝氣量為實(shí)驗因素，建立了以酸性大紅3R的脫色率為響應值的二次多項式回歸模型。研究表明，當電解時(shí)間為60 min時(shí)，曝氣量0.05 m3/h、pH為2、板間距3.0 cm、槽電壓11.0 V，在此條件下色度去除率可達69.4%，模型預測值與實(shí)驗值能很好地吻合。方差分析結果表明，槽電壓和pH、pH和曝氣量的交互作用對響應值具有顯著(zhù)性影響。

印染廢水污染物濃度大，成分復雜，含有多種有機物和大量鹽分，直接導致染料廢水COD較高，可生化性差，酸堿性強，色度深，排入水體中危害人體健康，因此已成為水污染控制領(lǐng)域的難題之一。

電化學(xué)氧化法（ECO）作為一種高級氧化技術(shù)可以使污染物在電極上發(fā)生直接電化學(xué)反應或間接電化學(xué)轉化，使難降解的有機物在常溫常壓下分解，達到染料脫色的目的。但是，電化學(xué)氧化法效率低、能耗大等缺點(diǎn)使得該法不能在工業(yè)領(lǐng)域廣泛應用。

為提高間接電化學(xué)氧化技術(shù)處理效率，采用雜多酸作為催化劑來(lái)強化電解過(guò)程。Keggin結構的磷鉬酸鐵（FePM12）是兼具酸性和氧化還原性的雙功能催化劑，同時(shí)具有熱穩定性好，價(jià)格低廉等特性。將其固載于大比表面分子篩上，有利于催化劑的回收及活性的發(fā)揮。為提高分子篩的化學(xué)穩定性和抗酸堿能力，采用后嫁接法對分子篩進(jìn)行化學(xué)修飾。

常見(jiàn)的數理統計方法有單因素法，正交法等，它們不能反映出整個(gè)區域內因素和相應值的響應關(guān)系。響應曲面法（RSM），采用多元二次回歸的方法來(lái)擬合因素和響應值之間的函數關(guān)系，該法既可以建立連續的數學(xué)模型，又可以顯示出因素之間的交互作用。RSM雖然廣泛用于眾多過(guò)程優(yōu)化控制等領(lǐng)域，但關(guān)于電化學(xué)氧化降解染料廢水工藝條件的優(yōu)化未見(jiàn)報道。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

本研究選用3氨丙基三乙氧基硅烷（硅烷偶聯(lián)劑，APTES）對載體進(jìn)行化學(xué)修飾，將FePM12負載于其上，制備FePM12/APTES-4A催化劑，將其填充于電化學(xué)反應器中強化氧化效果。采用響應面分析Box-Behnken（BB）設計法，建立預測比較脫色效果的最佳表達條件的數學(xué)模型，對初始PH、曝氣量、板間距、槽電壓,個(gè)條件進(jìn)行了優(yōu)化和實(shí)驗考核，期望為工業(yè)化提供理論依據。

1材料與方法

1.1實(shí)驗材料

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