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染料废水的处理是一个具有重大实用价值的研究课题。染料废水是主要有害工业废水之一,具有成分复杂、色度高、排放量大、毒性大、可生化性差的特点。由于光催化氧化法具有效率高、工艺设备简单、操作条件易控制、非选择性氧化、无二次污染等突出优点,为有机废水的工业化处理提供了新思路和新途径,在有机废水治理方面有着广泛的应用前景。目前关于TiO<,2>光催化剂的研究较多,而关于氧化镍及其复合氧化物的研究则较少。本论文在介绍光催化氧化技术和国内外对废水处理技术的基础上,对采用光催化氧化这种新技术来处理染料废水进行了分析讨论和研究。
本文实验部分制备并研究了镍的氧化物及复合氧化物的光催化性能。分别用水热法、均相沉淀法、凝胶-溶胶法、直接沉淀法制备了氧化镍,采用水热法制备了尖晶石型复合氧化物-铁酸镍。利用XRD、TEM、FT-IR等手段对制备材料的结构及形貌进行分析。以蒽醌染料的水溶液为模拟废水,研究了催化剂用量、光照时间、曝氧、催化剂煅烧温度等因素对废水降解效率的影响。并对染料的光催化降解进行了动力学分析、UV-vis、COD测试。
研究结果表明:
适宜的催化剂用量、较小的催化粒径、曝氧、较低的催化剂煅烧温度对提高染料降解效率是有利的。染料的光催化降解反应符合一级动力学规律。在同样的条件下NiO的光催化活性优于p-25TiO<,2>,并且可以重复使用。不同的制备方法对氧化镍的光催化活性有较大的影响,均相沉淀法制备的催化剂光催化活性最高,染料的降解率可达100%。具有尖晶石结构的铁酸镍也具有一定的光催化活性,染料的降解率可达80%。