臭氧氧化法对染料废水的脱色研究
Study on decolorization of dye wastewater by ozone oxidation摘 要Study on decolorization of dye wastewater by ozone oxidation摘 要臭氧氧化法是利用臭氧的强氧化性去破坏废水中染料的发色基团，以期达到脱色的目的。臭氧因其具有良好的处理废水的效果，且又兼环保而广受欢迎。因为臭氧在水中的半衰期仅为半小时左右，且随温度升高，时间还会缩短。但因目前技术所限，臭氧无法大量制备，导致其成本较高，因而无法推广使用。本论文主要是以直接晒翠兰染料模拟染料废水，研究染料初始浓度、pH、温度以及空气流量，亦即臭氧投加量对染料的脱色反应的影响，从而确定出臭氧脱色反应的最佳条件。实验结果表明，pH和温度对臭氧的脱色反应影响不大，最佳条件分别为7.5和30℃；脱色反应时间随染料初始浓度的增加而呈线性变化；因实验用臭氧发生器的臭氧制备速率有限，并未研究出臭氧脱色的最佳空气流量。关键词：臭氧氧化法；脱色；染料废水 目 录
第一章 绪论 1
1.1 染料的定义、分类、发展及染料废水概述 1
1.1.1 染料的定义及分类 1
1.1.2 染料的发展 2
1.2 染料废水处理研究进展 3
1.2.1 染料废水的特点 3
1.2.2 染料废水处理研究现状 4
1.3 臭氧氧化法 9
1.3.1 臭氧氧化法简介 9
1.3.2 臭氧降解染料机理 10
第二章 实验材料、仪器及分析方法 11
2.1 实验材料和仪器 11
2.1.1 实验材料 11
2.1.2 实验仪器 11
2.2 实验装置、方法 11
2.2.1 实验装置 11
2.2.2 实验方法 12
2.3 实验对象、分析方法 13
2.3.1 实验对象 13
2.3.2 分析方法 13
2.4 尾气处理 15
第三章 结果与讨论 16
3.1 实验结果 16
3.1.1 染料初始浓度的影响
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
实验装置、方法 11
2.2.1 实验装置 11
2.2.2 实验方法 12
2.3 实验对象、分析方法 13
2.3.1 实验对象 13
2.3.2 分析方法 13
2.4 尾气处理 15
第三章 结果与讨论 16
3.1 实验结果 16
3.1.1 染料初始浓度的影响 16
3.1.2 pH的影响 17
3.1.3 温度的影响 20
3.1.4 空气流量的影响 21
3.2 臭氧降解的动力学研究 22
3.3 实验小结 23
结 论 25
致 谢 26
参 考 文 献 27
第一章 绪论
染料的定义、分类、发展及染料废水概述
染料的定义及分类
染料是能够通过介质(例如水)沾染纤维,并与之以某种方式结合,从而使染着物产生颜色,并具有一定牢度的化学物质。染料需满足以下几点要求：（1）能使指定物质染色；（2）颜色鲜艳；（3）牢度优良；（4）使用方便；（5）成本低廉；（6）对人体和环境无害等。
染料种类繁多，化学成分复杂。按其应用性能可分为：（1）分散染料（disperse dyes）：水溶性小，染色时需借助分散剂使其分散，从而使纤维染色；（2）阳离子染料（cationic dyes）：因在水中呈阳离子状态而得名，主要用于腈纶纤维染色，染色多在碱性条件下进行，所以也常并入碱性染料类；（3）冰染染料（azoic dyes）：不溶性偶氮染料，因染色时温度极低而得名，需在冷冻条件（05℃）下进行，由重氮和偶分组分直接在纤维上反应形成沉淀而着色；（4）活性染料（reaction dyes）：染料中有能与纤维分子中的羟基、氨基发生化学反应的基团，从而与纤维形成共价键而着色，故又称反应染料。主要用于棉、麻、合成纤维的染色，也可用于蛋白纤维。（5）还原染料（vat dyes）：有不溶于水和可溶于水两种。不溶性染料在碱性环境下被还原为可溶性染料，附着在纤维上，然后在纤维上经氧化恢复为不溶性而使纤维着色。可溶性则不用还原。这类染料主要用于纤维染色和印花。（6）酸性染料（acid dyes）：在酸性介质中，染料中的磺酸基、羧基与蛋白纤维分子中的氨基以离子键结合而使之着色，主要用于蛋白纤维（羊毛、蚕丝、皮革）的染色。（7）缩聚染料（polycondesation dyes）：染料染色时脱去水溶性基团，使其缩合为大分子不溶性染料附着在纤维上，故而称为缩聚染色。此外还有硫化染料、氧化染料等。
按化学结构可分为：偶氮染料、蒽醌染料、三芳甲烷染料靛族染料、菁系染料、硫化染料、酞菁染料、硝基和亚硝基染料及含杂环结构的染料等等。
按其水溶性可粗略分为两种：（1）水溶性染料：包括直接染料、酸性染料、活性染料、酸性媒介染料和阳离子染料。（2）非水溶性染料：包括还原染料、不溶性偶氮染料、分散染料和硫化染料等。
染料的发展
染料的应用有着悠久的历史，可追朔到远古时期。在早期，人们用天然有色物质做染料，如植物汁液、某些矿石和水磨成粉末形成的染料等，涂抹于身上或居住地，主要是用于祭祀方面。自炼焦工业发展后，人们成功从炼焦油中分离出苯、蒽、萘等芳香化合物，为合成染料提供了原料，染料生产逐渐发展成一个独立的工业体系。染料的发展主要可分为四个时期：天然染料期、合成染料期、初期和发展期。
天然染料期 中国是最早有纺织品及发展染色工艺的国家。北京周口店的山顶洞人早在1.5万年前就开始应用红色氧化铁矿物颜料绘制居住的洞穴。新石器时代，人们已经懂得用赭黄、雄黄、朱砂、黄丹等矿物颜料在织物上着色。印度在约公元前25世纪用茜草和蓝草染色。同时，埃及和美索不达米亚人也已经掌握了媒染技术，用植物汁液制成的染料染出黄、红、绿等色。公元前20世纪，中国先人曾用多种矿物和植物染出黄、蓝、红、紫、绿和黑色。1972年，湖南长沙的马王堆古墓中出土的西汉纺织品，色彩仍就非常清晰，经分析确证其中朱红色为硫化汞，银灰色为硫化铅，粉白色为绢云母，蓝色为靛蓝。公元533534年，贾思勰所著的《齐民要术》卷五里详细记载了多种植物染料的提炼法，如 “杀红花法”、“造靛法”等，制成的染料不易变质，可以较长期使用。
合成染料期 19世纪，西欧的有机化学研究工作迅速发展，并且从煤焦油中分离和制取出了有机芳香族化合物，开创了合成染料时期。
初期 1856年，英国学者W.H.柏金用重铬酸钾氧化苯胺硫酸盐，得到了一种黑色的沉淀物，发现它能把丝织品染成紫红色，于是第二年办厂大量生产该沉淀物，以供染色使用，开创了化学合成染料工业新纪元。1858年，德国J. P.格里斯发现了苯胺的重氮化反应，1860年发明了苯胺黑，并开发出它的染色法，1861年，C. H. 曼思合成了第一种偶氮染料—苯胺黄，并创办纳夫妥染料化工，从此偶氮染料成为了染料中的一大类别。而自纳夫妥染料化工并入赫司特后，赫司特便成了偶氮
第一章 绪论 1
1.1 染料的定义、分类、发展及染料废水概述 1
1.1.1 染料的定义及分类 1
1.1.2 染料的发展 2
1.2 染料废水处理研究进展 3
1.2.1 染料废水的特点 3
1.2.2 染料废水处理研究现状 4
1.3 臭氧氧化法 9
1.3.1 臭氧氧化法简介 9
1.3.2 臭氧降解染料机理 10
第二章 实验材料、仪器及分析方法 11
2.1 实验材料和仪器 11
2.1.1 实验材料 11
2.1.2 实验仪器 11
2.2 实验装置、方法 11
2.2.1 实验装置 11
2.2.2 实验方法 12
2.3 实验对象、分析方法 13
2.3.1 实验对象 13
2.3.2 分析方法 13
2.4 尾气处理 15
第三章 结果与讨论 16
3.1 实验结果 16
3.1.1 染料初始浓度的影响
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
实验装置、方法 11
2.2.1 实验装置 11
2.2.2 实验方法 12
2.3 实验对象、分析方法 13
2.3.1 实验对象 13
2.3.2 分析方法 13
2.4 尾气处理 15
第三章 结果与讨论 16
3.1 实验结果 16
3.1.1 染料初始浓度的影响 16
3.1.2 pH的影响 17
3.1.3 温度的影响 20
3.1.4 空气流量的影响 21
3.2 臭氧降解的动力学研究 22
3.3 实验小结 23
结 论 25
致 谢 26
参 考 文 献 27
第一章 绪论
染料的定义、分类、发展及染料废水概述
染料的定义及分类
染料是能够通过介质(例如水)沾染纤维,并与之以某种方式结合,从而使染着物产生颜色,并具有一定牢度的化学物质。染料需满足以下几点要求：（1）能使指定物质染色；（2）颜色鲜艳；（3）牢度优良；（4）使用方便；（5）成本低廉；（6）对人体和环境无害等。
染料种类繁多，化学成分复杂。按其应用性能可分为：（1）分散染料（disperse dyes）：水溶性小，染色时需借助分散剂使其分散，从而使纤维染色；（2）阳离子染料（cationic dyes）：因在水中呈阳离子状态而得名，主要用于腈纶纤维染色，染色多在碱性条件下进行，所以也常并入碱性染料类；（3）冰染染料（azoic dyes）：不溶性偶氮染料，因染色时温度极低而得名，需在冷冻条件（05℃）下进行，由重氮和偶分组分直接在纤维上反应形成沉淀而着色；（4）活性染料（reaction dyes）：染料中有能与纤维分子中的羟基、氨基发生化学反应的基团，从而与纤维形成共价键而着色，故又称反应染料。主要用于棉、麻、合成纤维的染色，也可用于蛋白纤维。（5）还原染料（vat dyes）：有不溶于水和可溶于水两种。不溶性染料在碱性环境下被还原为可溶性染料，附着在纤维上，然后在纤维上经氧化恢复为不溶性而使纤维着色。可溶性则不用还原。这类染料主要用于纤维染色和印花。（6）酸性染料（acid dyes）：在酸性介质中，染料中的磺酸基、羧基与蛋白纤维分子中的氨基以离子键结合而使之着色，主要用于蛋白纤维（羊毛、蚕丝、皮革）的染色。（7）缩聚染料（polycondesation dyes）：染料染色时脱去水溶性基团，使其缩合为大分子不溶性染料附着在纤维上，故而称为缩聚染色。此外还有硫化染料、氧化染料等。
按化学结构可分为：偶氮染料、蒽醌染料、三芳甲烷染料靛族染料、菁系染料、硫化染料、酞菁染料、硝基和亚硝基染料及含杂环结构的染料等等。
按其水溶性可粗略分为两种：（1）水溶性染料：包括直接染料、酸性染料、活性染料、酸性媒介染料和阳离子染料。（2）非水溶性染料：包括还原染料、不溶性偶氮染料、分散染料和硫化染料等。
染料的发展
染料的应用有着悠久的历史，可追朔到远古时期。在早期，人们用天然有色物质做染料，如植物汁液、某些矿石和水磨成粉末形成的染料等，涂抹于身上或居住地，主要是用于祭祀方面。自炼焦工业发展后，人们成功从炼焦油中分离出苯、蒽、萘等芳香化合物，为合成染料提供了原料，染料生产逐渐发展成一个独立的工业体系。染料的发展主要可分为四个时期：天然染料期、合成染料期、初期和发展期。
天然染料期 中国是最早有纺织品及发展染色工艺的国家。北京周口店的山顶洞人早在1.5万年前就开始应用红色氧化铁矿物颜料绘制居住的洞穴。新石器时代，人们已经懂得用赭黄、雄黄、朱砂、黄丹等矿物颜料在织物上着色。印度在约公元前25世纪用茜草和蓝草染色。同时，埃及和美索不达米亚人也已经掌握了媒染技术，用植物汁液制成的染料染出黄、红、绿等色。公元前20世纪，中国先人曾用多种矿物和植物染出黄、蓝、红、紫、绿和黑色。1972年，湖南长沙的马王堆古墓中出土的西汉纺织品，色彩仍就非常清晰，经分析确证其中朱红色为硫化汞，银灰色为硫化铅，粉白色为绢云母，蓝色为靛蓝。公元533534年，贾思勰所著的《齐民要术》卷五里详细记载了多种植物染料的提炼法，如 “杀红花法”、“造靛法”等，制成的染料不易变质，可以较长期使用。
合成染料期 19世纪，西欧的有机化学研究工作迅速发展，并且从煤焦油中分离和制取出了有机芳香族化合物，开创了合成染料时期。
初期 1856年，英国学者W.H.柏金用重铬酸钾氧化苯胺硫酸盐，得到了一种黑色的沉淀物，发现它能把丝织品染成紫红色，于是第二年办厂大量生产该沉淀物，以供染色使用，开创了化学合成染料工业新纪元。1858年，德国J. P.格里斯发现了苯胺的重氮化反应，1860年发明了苯胺黑，并开发出它的染色法，1861年，C. H. 曼思合成了第一种偶氮染料—苯胺黄，并创办纳夫妥染料化工，从此偶氮染料成为了染料中的一大类别。而自纳夫妥染料化工并入赫司特后，赫司特便成了偶氮
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/hxyhj/564.html
