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本论文利用生物基废物(酵母)负载过渡金属活性组分(铁系盐),经炭化、活化后制备应用于高级氧化技术中的活性炭催化剂。以RuO2-Ti电极为阳极,钢板电极为阴极,载铁活性炭为第三极的三维电极法处理酸性大红3R染料废水,通过分析脱色率、COD和TOC的去除率,考察浸渍液(FeSO4)浓度、焙烧温度对酵母活性炭催化剂性能的影响,采用SEM和XRD等测试手段对活性炭催化剂的表面结构及染料氧化降解机理进行了初步探讨。得出以下结论:
(1)分别在0g/L、10.0g/L和30.0g/L FeSO4浸渍后,在相同焙烧温度下制备的酵母活性炭的COD吸附去除率和脱色率均无明显差别,FeSO4浸渍浓度对酵母活性炭的吸附效果的影响较小;FeSO4浸渍浓度对酵母活性炭三维电解的COD去除率影响较大,FeSO4浸渍液浓度越大,COD去除率越高。
(2)700℃焙烧温度下制备的载铁酵母活性炭COD吸附去除率和脱色率均高于载铁椰壳活性炭和500℃、600℃和800℃焙烧温度下制得的载铁酵母活性炭。原因是椰壳活性炭载铁后表面微孔堵塞和/或覆盖而导致其吸附能力下降,而700℃焙烧温度下制备的载铁酵母活性炭的孔隙较其它焙烧温度下发达,比表面积较大,因此吸附能力较强。
(3)700℃焙烧温度下制备的载铁酵母活性炭三维电解的COD去除率均高于500℃、600℃ 和 800℃,但脱色率相差不大。
(4)载铁酵母活性炭用于三维电解处理有机废水的稳定性较载铁椰壳活性炭好。SEM、XRD分析结果表明,酵母经FeSO4浸渍吸附后,铁以“包裹、嵌入”的形式存在于酵母活性炭催化剂的内部和表面,而载铁椰壳活性炭仅表面存在铁。在使用过程中,载铁椰壳活性炭表面负载的铁容易流失,而酵母活性炭不断显露新鲜表面,催化剂持续发挥作用。