硅胶协同纳米锌对偶氮料甲基橙的去除研究
通过批量试验研究了在不同反应条件下，单独NZVZ以及硅胶协同NZVZ对偶氮染料甲基橙的作用机理及其影响因素。结果表明相比于微米级锌粉，单独NZVZ大大提高了降解甲基橙的反应速率和降解效果，但是单独NZVZ容易发生团聚，与甲基橙接触不充分，导致甲基橙还原脱色不够彻底。硅胶的加入明显起到了分散和负载作用，使得甲基橙的还原降解在短时间内彻底完成。而且当硅胶与NZVZ共存的时候，无论体系在酸性、中性、还是碱性时，甲基橙的还原降解都取得了非常明显的效果，而且反应后体系pH均保持在近中性，这对实际应用中污水的排放意义重大。最后得出降解MO的最佳条件为pH=4，硅胶浓度=5g/L，NZVZ初始浓度=1.0g/L，反应进行至100min时，MO的脱色率达100%。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Keywords3
引言3
1材料与方法5
1.1试剂与仪器3
1.2溶液配制3
1.3实验准备3
1.4实验步骤5
1.5分析方法5
1.5.1甲基橙的分析方法6
1.5.2锌离子的测定方法6
1.5.3 TOC的测定方法7
2 结果与讨论7
2.1 测定甲基橙的标准曲线7
2.2 测定锌离子标准曲线 7
2.3 不同体系中甲基橙的降解 8 2.3.1 单独NZVZ对甲基橙降解的影响 8
2.3.2 添加硅胶对甲基橙降解效果的影响8
2.3.3 NZVZ与普通零价锌粉对甲基橙降解效率的对比9
2.3.4 pH对NZVZ降解甲基橙的影响12
2.3.5 pH对NZVZ/硅胶体系降解甲基橙的影响13
2.3.6 MO初始浓度对NZVZ/硅胶混合体系降解MO的影15
2.3.7 温度对硅胶/NZVZ体系降解甲基橙的影响15
2.3.8 最佳条件下全波长扫描16
2.3.9 不同体系降解MO过程中Zn(II)浓度的变化17
2.3.10 不同体系不同反应条件下TOC的变化18
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
3 结论19
致谢19参考文献 19
硅胶协同纳米锌对偶氮染料甲基橙的去除研究
引言
引言 随着国民经济的快速发展，环境污染日益严重，尤其是水污染尤为严重。据统计，在印染工业过程中流失的染料占染料比重的15%[1]，以工业废水的形式排放到环境中，并因成分复杂、色度高、可生化性差，传统的处理方法很难使其达标，是染料工业废水处理的一大难题。根据染料的化学性质不同，可将染料分为偶氮染料、酞菁染料、蒽醌染料、菁类染料、靛族染料、芳甲烷染料、硝基染料和亚硝基染料等人工染料[2]。偶氮染料属难降解有机污染物，甲基橙是偶氮染料中具有代表性的单偶氮染料，如图11所示[3]，根据其化学结构式可命名为对二甲基氨基偶氮苯橫酸钠。甲基橙的变色范围为3.1（红）～4.4（黄），甲基橙在酸性条件和碱性条件结构不同，如图12所示，酸性条件下酸性甲基橙又名酸性黄，碱性条件下酸性黄可转变成甲基橙的钠盐，即甲基橙。
图11 甲基橙的化学结构式
图12 甲基橙的颜色变化结构示意图
近年来的相关学术研究表明利用零价金属处理水体中的污染物是比较热门的一种新兴污染物治理技术，被认为是最有应用前景的污染物治理技术之一。零价金属去除各类污染物技术具有很好的应用前景，但是总体来看处理过程中也面临着以下局限性：（1）长期运行性能下降。因为零价金属还原去除污染物是个腐蚀的过程，在金属单质如零价锌颗粒表面形成的含Zn(II)氧化物和氢氧化物惰性层会包裹锌粉表面，形成氢氧化物腐蚀层，锌表面钝化，阻碍电子传递，使得零价锌的反应性能大大降低，尤其在较高pH 条件下[4]。（2）零价金属还原去除污染物的反应是一个耗氢的过程，对pH 要求比较高，一般都在偏酸性环境中进行，而且反应后pH 会升至碱性。反应过程中和排放时都需要加入一定量的酸控制体系pH，这无疑增加了额外的运行操作和经济负担。
研究表明[5]随着金属粒径的减小，表面原子占总原子的百分数急剧增加，纳米粒子的表面积及表面能也迅速增大，这使得纳米级零价金属材料具有优良的表面吸附和化学反应活性，特别是在污染物浓度较低的情况下，纳米铁对污染物的去除率大大高于普通铁粉。因此，纳米级零价金属已成为还原降解环境污染物研究的前沿热点领域。因为相对于金属铁而言，零价锌的氧化还原电位(0.76 V)比铁的氧化还原电位(0.44 V)更低，具有更高的金属活性，因此本实验选择纳米锌。虽然纳米金属也存在上述局限性，但是纳米零价金属由于其尺寸小，比表面积大，表面活性高等特殊性能而提高了印染废水中污染物的降解率，克服了普通零价金属活性低、反应时间长、在较低pH值条件下进行反应等缺点。尤其是用硅胶协同纳米锌来降解污染物MO，不仅更进一步提高了反应速率，使得甲基橙能够得到完全脱色，也在很大程度上解决了纳米金属容易发生团聚的问题，并且反应后溶液pH能保持在近中性，这无疑降低了环境负担。
1材料与方法
1.1试剂与仪器
表11实验仪器
仪器
规格（型号）
生产厂家
电子天平
BS124S
赛多利斯科学仪器(北京)有限公司
紫外可见分光光度计
UV1700
北京普析通用仪器有限公司
全波长扫描仪
UV1700
日本岛津公司
酸度计
PB10
赛多利斯科学仪器（北京)有限公司
岛津TOCL
TOCL
岛津企业管理（中国）有限公司
原子吸收分光光度计
HITACH118080
日本日立电子株式会社
超声波清洗器
KH500
昆山禾创超声仪器有限公司
电热恒温鼓风干燥箱
DHG9070A
上海一恒科学仪器有限公司
表12实验主要试剂
试剂名称
规格
生产厂家
甲基橙
工业级
北京化工厂
NZVZ
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Keywords3
引言3
1材料与方法5
1.1试剂与仪器3
1.2溶液配制3
1.3实验准备3
1.4实验步骤5
1.5分析方法5
1.5.1甲基橙的分析方法6
1.5.2锌离子的测定方法6
1.5.3 TOC的测定方法7
2 结果与讨论7
2.1 测定甲基橙的标准曲线7
2.2 测定锌离子标准曲线 7
2.3 不同体系中甲基橙的降解 8 2.3.1 单独NZVZ对甲基橙降解的影响 8
2.3.2 添加硅胶对甲基橙降解效果的影响8
2.3.3 NZVZ与普通零价锌粉对甲基橙降解效率的对比9
2.3.4 pH对NZVZ降解甲基橙的影响12
2.3.5 pH对NZVZ/硅胶体系降解甲基橙的影响13
2.3.6 MO初始浓度对NZVZ/硅胶混合体系降解MO的影15
2.3.7 温度对硅胶/NZVZ体系降解甲基橙的影响15
2.3.8 最佳条件下全波长扫描16
2.3.9 不同体系降解MO过程中Zn(II)浓度的变化17
2.3.10 不同体系不同反应条件下TOC的变化18
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
3 结论19
致谢19参考文献 19
硅胶协同纳米锌对偶氮染料甲基橙的去除研究
引言
引言 随着国民经济的快速发展，环境污染日益严重，尤其是水污染尤为严重。据统计，在印染工业过程中流失的染料占染料比重的15%[1]，以工业废水的形式排放到环境中，并因成分复杂、色度高、可生化性差，传统的处理方法很难使其达标，是染料工业废水处理的一大难题。根据染料的化学性质不同，可将染料分为偶氮染料、酞菁染料、蒽醌染料、菁类染料、靛族染料、芳甲烷染料、硝基染料和亚硝基染料等人工染料[2]。偶氮染料属难降解有机污染物，甲基橙是偶氮染料中具有代表性的单偶氮染料，如图11所示[3]，根据其化学结构式可命名为对二甲基氨基偶氮苯橫酸钠。甲基橙的变色范围为3.1（红）～4.4（黄），甲基橙在酸性条件和碱性条件结构不同，如图12所示，酸性条件下酸性甲基橙又名酸性黄，碱性条件下酸性黄可转变成甲基橙的钠盐，即甲基橙。
图11 甲基橙的化学结构式
图12 甲基橙的颜色变化结构示意图
近年来的相关学术研究表明利用零价金属处理水体中的污染物是比较热门的一种新兴污染物治理技术，被认为是最有应用前景的污染物治理技术之一。零价金属去除各类污染物技术具有很好的应用前景，但是总体来看处理过程中也面临着以下局限性：（1）长期运行性能下降。因为零价金属还原去除污染物是个腐蚀的过程，在金属单质如零价锌颗粒表面形成的含Zn(II)氧化物和氢氧化物惰性层会包裹锌粉表面，形成氢氧化物腐蚀层，锌表面钝化，阻碍电子传递，使得零价锌的反应性能大大降低，尤其在较高pH 条件下[4]。（2）零价金属还原去除污染物的反应是一个耗氢的过程，对pH 要求比较高，一般都在偏酸性环境中进行，而且反应后pH 会升至碱性。反应过程中和排放时都需要加入一定量的酸控制体系pH，这无疑增加了额外的运行操作和经济负担。
研究表明[5]随着金属粒径的减小，表面原子占总原子的百分数急剧增加，纳米粒子的表面积及表面能也迅速增大，这使得纳米级零价金属材料具有优良的表面吸附和化学反应活性，特别是在污染物浓度较低的情况下，纳米铁对污染物的去除率大大高于普通铁粉。因此，纳米级零价金属已成为还原降解环境污染物研究的前沿热点领域。因为相对于金属铁而言，零价锌的氧化还原电位(0.76 V)比铁的氧化还原电位(0.44 V)更低，具有更高的金属活性，因此本实验选择纳米锌。虽然纳米金属也存在上述局限性，但是纳米零价金属由于其尺寸小，比表面积大，表面活性高等特殊性能而提高了印染废水中污染物的降解率，克服了普通零价金属活性低、反应时间长、在较低pH值条件下进行反应等缺点。尤其是用硅胶协同纳米锌来降解污染物MO，不仅更进一步提高了反应速率，使得甲基橙能够得到完全脱色，也在很大程度上解决了纳米金属容易发生团聚的问题，并且反应后溶液pH能保持在近中性，这无疑降低了环境负担。
1材料与方法
1.1试剂与仪器
表11实验仪器
仪器
规格（型号）
生产厂家
电子天平
BS124S
赛多利斯科学仪器(北京)有限公司
紫外可见分光光度计
UV1700
北京普析通用仪器有限公司
全波长扫描仪
UV1700
日本岛津公司
酸度计
PB10
赛多利斯科学仪器（北京)有限公司
岛津TOCL
TOCL
岛津企业管理（中国）有限公司
原子吸收分光光度计
HITACH118080
日本日立电子株式会社
超声波清洗器
KH500
昆山禾创超声仪器有限公司
电热恒温鼓风干燥箱
DHG9070A
上海一恒科学仪器有限公司
表12实验主要试剂
试剂名称
规格
生产厂家
甲基橙
工业级
北京化工厂
NZVZ
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