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生物炭催化过硫酸氢钾复合盐技术影响的实验

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生物炭催化过硫酸氢钾复合盐技术影响的实验

Date: 2021-01-22

  一、实验法:

  1、生物炭浓度影响:

  向盛有200mL2Omg/LAO7(偶氮染料废水金橙Ⅱ)溶液的锥形瓶中按需要加入一些过硫酸氢钾复合盐(PS)和生物炭,使PSA/AO7的摩尔比为100:1,且生物炭的浓度分别为0.5g/L,1.0gL,5.0gL。将锥形瓶于常压,30℃恒温振荡器中振荡,转速为150πpm,在规定时间即612、24、36、48h时分别迅速取样10mL,经0.45μm滤膜过滤后测定其吸光度。每个条件设定3个锥形瓶作平行实验。

  2、PS/AO7摩尔比影响:

  向盛有200mL2Omg/LAO7溶液的锥形瓶中按需要加入一些PS和生物炭,使PS/AO7的摩尔比分别为50:1,100:1,500:1,且生物炭的浓度为1.0g/L。将锥形瓶于常压,30℃恒温振荡器中振荡,转速为150rm,在规定时间即612、24、36、48h时分别迅速取样10mL,经0.45um滤膜过滤后测定其吸光度。每个条件设定3个锥形瓶作平行实验。

  二、结果与讨论:

  1、生物炭浓度对Biochar/PS体系降解AO7作用的影响:

  由实验得出,随着生物炭投加量的增加,单独的Biochar(生物炭)体系和Biochar/PS联合体系降解水中AO7的能力都有所增加。5g/L的生物炭对AO7也有一些降解作用,这可能是因为生物炭浓度为1g/L时,生物炭的比表面积或者孔容积不够大,不能够吸附溶液中AO7,当浓度增加到5g/L时,吸附作用开始进行。与单独的PS体系相比,0.5gL的Biochar/PS体系对溶液中AO7也有一些降解作用,这也说明了生物炭具有催化过硫酸氢钾复合盐产生氧化来达到降解有机污染物的作用。比较三个不同生物炭投加量联合体系的降解作用,很容易得出结论:生物炭浓度越大,降解效率越高。5g/L的Biochar/PS体系36h对AO7的降解率为95.4%,比单独的PS体系降解效率高了46%。Biochar/PS体系48h时对AO7的降解率达到了99.5%,而单独的PS体系则为65.4%。因此,过高的生物炭浓度不定会有越好的催化作用,这可能是由于PS的量固定了,能与生物炭起催化作用的部分确定了,所以时间延长对催化作用增加的作用很微小。

  2、PS/Ao7摩尔比对Biochar/PS体系降解Ao7作用的影响:

  由实验得出,增加PS/AO7的摩尔比可以加速AO7的降解当PSAO7摩尔比为500:1时,Biochar/PS联合体系48h对溶液中AO7的降解率为99.98%。然而这个摩尔比条件下,单独的PS体系对AO7的降解率也达99.76%。这说明初始PS浓度增加到某一程度会达到饱和,未再增加对AO7的降解作用。多数学者都有同样的研究结果,虽然PS浓度增加,但目标污染物的降解效率却只增加一点点。同样,比较PSAO7摩尔比为100:1和500:1两种情况下,联合体系对AO7的催化效率也只增加了6%这可能是由于高浓度过硫酸氢钾复合盐条件下S2O32反应产生的硫酸根自由基SO4浓度会饱和。