有機染料的催化氧化處理【文獻綜述】

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1、畢業(yè)論文文獻綜述高分子材料與工程有機染料的催化氧化處理1.引言顏色的出現(xiàn)是工業(yè)廢水中所具有的特性，包括染料制造、牛皮紙廠生產(chǎn)、制革工業(yè)、紡織廢料、及其他的工業(yè)垃圾（例如：食品和化妝品）。像上述的例子如，在TNT炸藥（三硝基甲苯）的制造過程中，會有一種鮮明的紅色廢物產(chǎn)生于TNT凈化階段，是通過增加硫酸鹽來消除不對稱的TNT異構(gòu)體（例如2、3、5-TNT、2、4、5-TNT）。大量的可溶性磺化芳烴的產(chǎn)生就與這些所謂的紅色水有關(guān)。其他顏色的化合物也產(chǎn)生于各種行業(yè)中的某一個化學(xué)過程，例如，蒸煮、漂白紙漿和造紙工業(yè)。氯化木素化合物主要是由于這種顏色化合物而產(chǎn)生的。大量的彩色化合物的產(chǎn)生反映出這樣一個事

2、實：傳統(tǒng)的漂白漿生產(chǎn)一噸軟木牛皮紙需要200到300公斤的顏料，這些化合物中有一些很難被識別。大部分的這些高分子量的彩色化合物很難被生物降解，因此很少有顏色在生物系統(tǒng)中去除。例如，顏色去除率在二次處理過程中，為處理漂白牛皮紙廠的廢水（BKME），從負到32%，更有效率的是，COD去除率從39%增到71%，BOD7（生化需氧量）去除率從81%增到99%。雖然最新進展的“清潔技術(shù)”已經(jīng)通過轉(zhuǎn)換傳統(tǒng)的漂白工業(yè)為二氧化氯的替代工業(yè)，甚至利用氧氣去除木質(zhì)作用得到無氯漂白含氯化合物。但是污水中仍然存在大量的含有顏色的化合物。在紡織和制革業(yè)，色彩是經(jīng)過染色或印花被應(yīng)用到成品上，導(dǎo)致產(chǎn)生不同的廢水。出水（包

3、括上漿，退漿，精煉，漂白，染色，漂洗，整理廢物）包含具有高強度不固定的彩色染料。雖然人們認為，在紡織污水中，是對“有色”化合物的浪費，事實上，可能由數(shù)以百計不同的色調(diào)與色彩組成，因為它們表現(xiàn)出的光吸收波長范圍在350-500nm。這些染料的濃度低至0.1毫克/L，將產(chǎn)生一系列A465（吸光度為465nm）=50?；诃h(huán)保局的有毒物質(zhì)釋放庫存，每年大約2200公斤的四項危險染料被排放到公共擁有的治理工程。目前，染料廢水中的顏色，以及其他在加工過程中殘余的化學(xué)試劑，從原料和其他有害物質(zhì)的整理過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)，包括聚乙烯醇，淀粉，表面活性劑，殺蟲劑。在紡織行業(yè)的殺菌劑，已經(jīng)提出了廢水處理的重大問題

4、。除了高有機質(zhì)量，低展品紡織廢水的BOD/COD的比值（<0.14）因此染料被生物降解很困難。最后流出物從紡織廢水處理廠始終表現(xiàn)出一定程度的顏色強度。至少可以這樣說，具有顏色的廢物很難排放到受納水體中。雖然并非所有的染料是有毒的化合物，但是有一些可以產(chǎn)生有害的芳香胺。公眾對于無色廢水的需求，按照嚴格的法規(guī)要求對廢水進行顏色消除處理，難度非常大還需要高昂的代價。2.染料背景為了更好地了解有色化合物的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的處理和毒性，簡要回顧了上述已經(jīng)提過的一般染料和其特殊結(jié)構(gòu)。經(jīng)常被使用于紡織和皮革行業(yè)的染料包括酸性染料、堿性染料，直接、分散、媒染劑，活性、含硫、偶氮和還原染料。酸性染料是一種水溶性陰離子

5、染料，因為含有酸性官能團取代基，如硝基，羧基，磺酸基。通過添加一個磺酸基，非溶性染料變成可溶性染料。基本的染料是陽離子型，通常含有氨基的發(fā)色團。直接染料是具有高度的水溶性鹽，這種水溶性鹽一般是含有磺酸的偶氮染料?；钚匀玖?，類似于直接染料，也是具有高度水溶性的陰離子染料，但是其通過共價鍵的結(jié)合，而產(chǎn)生對紡織纖維優(yōu)異的耐濕性。分散染料絕大部分是不溶于水的非離子型染料，被應(yīng)用于從水溶液中分散的疏水性纖維。這些多環(huán)染料和溶液PH值的電荷和疏水特性可以解釋為在染色過程中和后續(xù)處理過程中染料的環(huán)境命運。從外文文獻查閱到商業(yè)染料結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，特定的染坊消耗不同的染料見圖1。圖1流量為1噸的染坊消耗各種染料

6、的量金屬絡(luò)合染料由于過度金屬的存在，呈現(xiàn)出容易洗滌，且洗滌牢固性（不褪色），這種類型的過渡金屬如甲亞胺鉻，銅酞菁（活性藍21），和直接藍80,4鎳在雙二硫苯鎳或鈷，即在染料分子和織物之間改變其表面化學(xué)性。例如，羊毛和地毯行業(yè)大多數(shù)使用的都是鉻染料。在當今使用的染料中，金屬復(fù)雜偶氮染料占據(jù)酸性染料的31%，和直接染料的5%。在脫色階段，釋放金屬，也許可以抑制在經(jīng)歷生物降解過程中的浪費。3.染料廢水特點在染料過程中，有大量重要的沒有被使用染料殘留在廢水中。特別是活性染料，因為水解活性染料形式在紡織基材中并沒有親和力。在堿性條件下，活性染料形成一個活性的乙烯砜基(-SO2-CH=CH2)，能夠結(jié)合

7、形成紡織物。不幸的是，經(jīng)過乙烯砜基的進一步水解，水解副產(chǎn)物不會與紡織物結(jié)合。因此，平均30%被應(yīng)用的活性染料存在水解形式，可以進入廢水。染色過程結(jié)束后，作為高濃度為800毫克/L的水解染料可能會留在水浴中。通常情況下，90%的活性染料將通過廢水處理廠。如果沒有足夠的處理，這些染料可能穩(wěn)定并在較長時間地存在于環(huán)境中，例如，水解活性藍19的半衰期：在PH=7和25℃的條件下大約是46年。通常情況下，有色可溶性化合