介孔硅负载FeOOH-CuOOH异相Fenton降解DNT的研究(3)

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1.2.2环境中二硝基甲苯的主要来源

硝基苯化合物主要来源于炸药、染料、农药、医药及有机合成等工业生产过程中[6]，并且在二硝基甲苯的制备和精致洗涤过程中，会产生大量的呈碱性有机废水，又称DNT废水。该废水是一种红褐色、有毒、难生物降解的废水，成分复杂，化学性质稳定，对生态和环境有较大的破坏性作用 [7]。

1.2.3二硝基甲苯的危害以及去除研究意义

二硝基甲苯是一种可燃、有毒的物质，遇明火有燃烧爆炸的危险，受高热会分解放出有毒的气体。DNT对人体眼睛、呼吸道和皮肤均有刺激作用，吸收进入体内可引起高铁血红蛋白血症，出现紫绀，严重中毒者可致死。二硝基甲苯制备过程中产生的DNT废水成分异常复杂，废水含有的硝基化合物结构稳定，具有致癌性、生物毒性，并且很有可能转化成毒性更大的物质。鉴于这些危害，美国、欧盟以及我国已将其列入优先控制污染物名单。近年来，由硝基苯类化合物引起的地下水污染时有发生，在土壤和地下水环境中常常被检出，而国家对DNT废水的排放标准有着明确的规定：废水中硝基苯类化合物的含量不得超过5.0mg/L[4]。因此，研究开发经济、高效的DNT废水处理技术刻不容缓。

1.3环境中二硝基甲苯污染治理技术进展

1.3.1微生物法

1.3.2焚烧法

1.3.3活性炭吸附法

1.3.4氧化技术

1.3.4.1 均相Fenton氧化技术

1.3.4.2 非均相Fenton氧化技术

1.4芬顿催化剂

1.4.1催化剂

芬顿催化剂目前研究较多的就是FeOOH，由于其具有较稳定的化学性质、细微的颗粒结构和较高的比较面积，并且它是一种水体沉积物和土壤的主要成分，所以，在自然环境环境中，FeOOH对污染物起着重要的净化作用，同时它在环境治理中的吸附及催化方面的应用也被日益重视[20] [21]。FeOOH 对有机污染物的吸附是一个复杂的过程。王江涛等研究表明，水环境和pH值是影响FeOOH吸附效果的重要因素，它的吸附是静电作用与吸附共同的结果，那些溶解性有机物在铁(氢)氧化物上的吸附等温线为Langmuir型 [22]。

最近，另外一个金属，铜，吸引了很多的关注。铜不依赖水中pH的环境，所以它可以在很宽的pH范围里保持较高活性。将铜合并到含铁的载体中制造一种双金属催化剂已经变成了芬顿化学领域的一个热点[23]。

很多研究者都在探讨这种双金属芬顿催化剂[24-26]，但是其明确的反应机理尚不可知，所以试验中要用XRD，TEM，XPS等技术来对产物进行表征[23]。

非均相芬顿技术通过筛选合适的铁矿物、络合物或载体可以改善均相芬顿技术的不足，可以在促进氧化剂分解方面提高催化剂的催化活性，并且在一定程度上拓宽反应的pH范围。不仅如此，非均相芬顿氧化技术还可以实现催化剂的回收与循环利用，避免带来二次污染[8]。

1.4.2介孔硅载体

介孔材料是指孔径在2-50nm的一类多孔材料，自从1992年Kresge等[27]合成了MCM-41以来，介孔分子筛以其较高的比表面积，大小可调的孔径，较窄的孔径分布和规则有序的开放性孔道等特性，作为催化剂的优良载体很快被应用到催化领域[28,29]。

介孔硅大多指的是具有2-50nm孔径的无定形氧化硅材料，这类材料是1992年首先由mobil公司首先以CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)为模板剂，结合溶胶凝胶法合成的代号为MCM-41的材料，孔径一般小于3纳米。常用的合成方法有水热晶化法、室温合成、焙烧合成、微波合成、蒸汽相合成、干粉法合成等[30]。另一类重要的代表是以SBA-15材料为代表，此材料利用非离子表面活性剂P123为模板剂，酸性条件催化TEOS水解制得的，由于非离子表面活性剂疏水链较长，所以最终得到的材料孔尺寸明显增大。SBA-15具有较大的比表面积，均一的孔道结构，孔径大小可调，较厚的孔壁且水热稳定性高的特点，所以在催化、分离、纳米组装等领域有着较大的的应用价值[31]。文献综述