常温常压催化湿式氧化甲基橙的研究开题报告

全文总字数：3064字

1. 研究目的与意义

随着我国经济的高速发展，纺织印染行业的排水量大幅度增长。据不完全统计，我国当前印染废水年排放量约为20亿吨，位于全国工业废水排放量的第5位。由此而造成的环境破坏及经济损失巨大。染料废水由于具有颜色浓、水体质量差、有机物结构千变万化等特点，使其成为不易净化有机废水中的一类。大部分染料由于其三致性危害人类，甚至破坏了人类的生存环境，给人类带来的危害难以预料，为了解决有机染料对环境的污染，人们采用了不同方法与技术对含有染料的废水进行了各种处理途径的尝试，并取得了一定进展。

随着光催化技术的发展，特别是在水污染治理方面的前景备受关注。目前，光催化在废水降解中的应用尚处于研究阶段，离实际工业生产还有一段很长的路。在应用过程中，催化剂易中毒、流失，降解效果低，对可见光、太阳能的利用率低，同时由于其自身的固有缺陷，限制了其应用范围，因此，如何开发抗中毒能力强、可再生的、对可见光有响应的光催化剂是目前研究者们需要解决的难题，进一步提高太阳能的综合利用、改进处理工艺条件，实现工业化应用。

本课题将以染料工业含有机污染物的废水为考察对象，采用光催化-催化湿式氧化法的工艺进行深度处理，为有机染料废水的工业处理提供一个系统合理的工艺技术体系。

2. 国内外研究现状分析

国内外对有机染料废水的处理方法有物理法、化学法和生物法，但各种方法都存在自身的局限性，不是处理效果欠佳，就是运行成本过高，或是对废水的处理有选择性。物化处理法都是利用化学试剂或电能对染料废水进行处理，存在着对有机物的去除效率不高、对染料的选择性强、处理费用高、运行不经济、产生大量难处理的污泥、容易导致二次污染等缺点，推广应用受到很大限制。生物处理法是当今广泛使用的染料废水处理方法，具有操作过程简单、运行费用低廉、不会产生二次污染、对环境友好等优势，但由于染料废水可生化性较差，单一运用生物法己不能满足工业实际的需要。

因而，染料废水处理技术的主要发展方向是：立足于生产实际，针对染料废水的水质特点，结合微生物与物理化学处理技术，研究开发低毒、低能耗、高效、不产生二次污染的水处理技术，特别是电、光、磁、声、生物氧化、无毒药剂氧化等各种方法进行合理联用的新型水处理技术，工业废水的化学法处理主要有以下几种方法：湿式氧化法、微波协同氧化法、混凝法、fenton法、光催化氧化法、超声波降解法、氯氧化法等。

湿式空气氧化(wao)、催化湿式空气氧化(cwao)及 h₂o₂湿式氧化技术 (wpo) 是目前湿式氧化技术常用的三种技术。三种技术的原理都是催化剂与氧气在高温(125-320^oc)、高压(0.5-20mpa)条件下作用产生羟基自由基，导致水体有机物降解净化。湿式氧化法在净化染料废水过程中具有处理效率高、去除污染物彻底、有毒物质去除率高、出水直接回用、不产生二次污染等优点。然而，该技术需要的条件苛刻，运行费昂贵，限制了该技术的使用。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

1.ceo₂、cuo、cu_xo样品的制备，并优化得到最佳工艺

2. 利用xrd、sem对所制备的样品进行表征。

4. 研究创新点

本课题拟以沉淀法制备CeO₂催化剂；煅烧法制备CuO催化剂以及沉淀法制备催化剂Cu_xO。以甲基橙为模型，考察这3种催化剂在常温常压下的催化湿式氧化性能，最终确定一种能在在常温常压和酸性条件下对甲基橙可以实施催化湿式氧化的催化剂。