SiO2@CuO-ZnO双壳催化剂对臭氧催化降解印染废水的影响

作者：范文玉; 刘健; 谷精华; 应志明

来源：安全与环境学报, 2021, 21(02): 780-786.

DOI：10.13637/j.issn.1009-6094.2019.1561

• 环境工程学
• 双壳中空
• SiO2@ZnO-CuO
• 臭氧
• 印染废水

为研究不同催化剂对臭氧降解印染废水的影响,以葡萄糖为原料,通过水热法制备碳微球,在焙烧的条件下,进而将微球碳化成中空。利用溶胶凝胶法制备单壳中空SiO2,单壳中空SiO2@Cu O、单壳中空SiO2@Zn O、单壳中空SiO2@ZnO-CuO、双壳中空SiO2@Zn O-CuO等催化剂。用酸性大红染料(硝基苯溶液)作为模拟印染废水,对所制备的催化剂进行性能评价,筛选催化性能最高的的催化剂;采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、N2吸脱附试验(BET)、能谱监测仪(EDS)等设备对催化剂的微结构、表面元素、形态及催化剂内部孔道分布进行表征。结果表明,双壳中空SiO2@ZnO-CuO催化剂对臭氧氧化印染废水的去除效果最佳,对酸性大红染料废水去除率可达到99%以上。扫描电子显微镜及透射电子显微镜表征显示:SiO2@ZnO-CuO催化剂为双壳中空球形结构,粒径在150～200 nm;负载在催化剂壳上的活性组分以氧化铜和氧化锌的形态存在,且氧化锌及氧化铜的衍射峰较尖锐,催化剂表面的活性组分结晶良好。臭氧氧化印染废水反应过程符合一级动力学方程,在添加催化剂的条件下,其反应速率常数为0.005 88 min-1;在未添加催化剂的条件下,其反应速率常数仅为1.070 26×10-4min-1。随着催化剂的添加,臭氧对印染废水的氧化效果显著提高。

• 单位
  沈阳化工大学