基于感应热固定床的CWPO降解偶氮染料实验研究
摘要：感应热固定床（IHFB）作为新型热传递方式下非均相反应器，利用感应加热铁磁材料将热量传递至液相，形成固液界面高温微反应区，促进有机废水降解。实验以海绵铁为感应内核，采用浸渍焙烧法制备了C包覆表层负载NiO的感应热催化剂（mNiO/C），在传统催化湿式过氧化氢法（CWPO）中引入感应热代替传统加热，建立新的基于感应热固定床的CWPO工艺（iCWPO），使其在常温常压下实现对有机底物的高效降解。以直接紫D-BL模拟废水为目标污染物，考察了进水条件对iCWPO降解染料的影响，对感应热微观作用进行了分析，并用UV-Vis对降解产物进行了检测。结果表明，依赖于微界面高温的iCWPO降解效率明显高于常规加热的CWPO，彻底破坏了可见光区染料的显色基团N=N键，对紫外光区苯环也具有一定的降解作用。
关键词：感应热，CWPO，海绵铁，偶氮染料，固定床
催化湿式过氧化氢氧化法（CWPO）因其具有净化效率高、工艺流程简单、占地面积小等特点，已经被广泛应用于高浓度、难降解有机废水处理领域。其通过在废水中加入H2O2作氧化剂，在催化剂的作用下产生·OH，氧化破坏有机物分子的结构，达到理想降解目的。通常CWPO对反应温度和反应压力有一定的限制，研究者通过加热水相提高反应界面温度，改变催化剂表面活性，实现对有机物的高效降解。但传统加热液相的方法在热量传递过程中损耗较大，催化材料的活性组分容易流失，容易腐蚀反应设备，且不利于能量的蓄积。因此，开发一种常温常压下高效降解有机物的工艺技术具有重要的研究价值与实际意义。
感应热固定床（IHFB）作为新型热传递方式下非均相反应器，利用感应加热铁磁材料将热量传递至液相，形成固液相界面高温微反应区，使有机物在常温常压下实现低能高效降解。将感应加热技术结合CWPO处理染料废水，既能满足CWPO反应所需温度和压力，减少对加热设备的要求，实现常温常压催化降解染料分子；又能减少热量传递过程中的损耗，是一种很有应用前景的水处理工艺．目前以感应热为基础的CWPO废水处理技术还未见文献报道。
本研究将构建基于感应热固定床的CWPO工艺（iCWPO）。实验选用磁性良好的海绵铁为感应内核，以淀粉为碳源，对海绵铁进行表面包覆．一是防止海绵铁表面Fe0在反应中以Fe2+和Fe3+的形式絮凝流失，减少出水的二次污染；二是有利于活性金属在其表面均匀分散。以碳包覆海绵铁为载体，通过浸渍焙烧法制备出活性催化剂。并通过动态柱实验，分析感应热条件促进催化剂降解偶氮染料直接紫D-BL模拟废水的作用机理。
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