技术文章 / article 您的位置:网站首页 > 技术文章 > 活性炭催化

活性炭催化

发布时间: 2021-11-29  点击次数: 30次

  活性炭催化,作为在实验室规模的半间歇反应器中从污染物流中消除的催化剂。溶液pH(2-10),自由基清除剂(叔丁醇,0.04mol / L),活性炭用量(0.416-8.33 g / L),初始浓度(100-1000 mg / L)和在水溶液中的降解和矿化中,检测了臭氧流量(2.3-12mg / min)对催化臭氧化过程的效率。是农药,除草剂和木材防腐剂的的一种成分,是水污染物之一。是白色固体,当释放到水源会造成水污染饮用水中推荐浓度水平为0.001 mg / L。其在室温下溶于10-20mg / L范围内的水中。即使浓度小于0.1mg / L时,该化合物也可能对植物,动物和人类造成危害。

  目前,已经研究了几种材料如活性炭,金属离子,金属氧化物,天然沸石和浸渍材料的能力,作为中的催化剂。近年来,活性炭被认为是高效的臭氧化催化剂。该吸附剂被添加到臭氧化过程用于O-的分解3和由此生成的反应性基团如羟基自由基。在这项研究中,活性炭被用作从水溶液中催化臭氧化的催化剂

活性炭催化

  活性炭催化实验

  催化臭氧化实验在半间歇流反应器中作为中试规模进行。使用体积为1000mL的玻璃喷雾器作为臭氧化,在底部配备烧结玻璃扩散器,臭氧发生器和氧气发生器。为了确定COP中催化剂的活性炭浓度,在选定条件(pH = 8,浓度= 100mg / L,接触时间= 15分钟)下测试各种浓度的活性炭浓度范围为0.416-8.33g / L )。此外,本研究得到的结果表明,pH pzc活性炭为8.6。以前的研究表明,在高于pH的pH值下,活性炭表面的pzc羟基可能被去质子化。因此,离解的表面酸基团可能增加亲核性质。在这种条件下解离的是被放置在活性炭表面上的酸基团导致与臭氧反应增加速率。

  为了解释活性炭对羟基自由基产生速率的影响,研究了叔丁醇作为自由基清除剂对COP的影响。这里叔其具有6×10的反应速率常数丁醇1个S -1与羟基自由基和3×10 -3 与臭氧被确立为清除剂。将叔丁醇溶液(0.04mol / L-2ml)加入到120ml反应溶液中。图1显示了叔丁醇对活性炭催化臭氧化中降解的影响。如图所示,在叔丁醇存在下30分钟后,去除的SOP效率从79降低到54%。此外,在类似条件下,COP的效率从95降低到86%。因此,叔丁醇的存在显着降低了在SOP和COP中的降解率。然而,自由基清除剂对COP的影响小于SOP。这些实验部分显示COP受影响较小叔丁醇作为自由基清除剂。这可以归因于活性炭在COP中的作用。换句话说,在COP中,活性炭提供了吸附分子的接触表面,并且随后的O3分子在它们都吸附在活性炭上之后被直接氧化。活性炭的催化剂存在下的臭氧化可以通过与O3分子的直接反应和与羟基自由基的间接反应而发生,因此自由基清除剂不显着影响COP。

活性炭臭氧化

  活性炭用量对降解的影响

  在溶液体积为120ml,反应时间为15分钟的条件下,研究了活性炭用量在0.416-8.33g / L范围内对COPP中去除的影响。如图2所示,在 0.416和8.33g / L 活性炭存在下,COPP去除的效率分别为10和97.5%。因此,在催化臭氧化中,的降解随催化剂用量的增加而增加。这可以归因于更大的可用性表面位点。此外,活性炭剂量的增加直接影响的降解。在刘等人 研究中,染料和COD去除率为66和48%,但使用上述催化剂时,去除效率提高到90和70%。

  本研究已经解释了活性炭作为催化剂在的水溶液中的催化臭氧化的作用。COP中的pH,活性炭剂量和臭氧流速测定为8,8.33g L -1和12mg / min。这项工作还表明,作为自由基清除剂,通过叔丁醇,COP比SOP受影响小。在臭氧化处理中重复使用活性炭后,在相同实验条件下,的去除效率与原生活性炭相比没有明显降低,表明在臭氧化过程中稳定的活性。此外,在COP中的去除效率比SOP和活性炭吸附过程高出约1.2倍和6.7倍。此外,本研究中研究的动力学模型表明,伪二阶动力学模型比其他模型得到更好的结果。因此,这些研究结果表明,活性炭在COP中用作从水溶液中除去难溶性污染物的合适催化剂。

联系我们

contact us

咨询电话

18814128648

扫一扫,关注我们

返回顶部