前以敘述常規(guī)的偶氮染料處理方法，再介紹聲化學反應具有高效、低能耗、少污染或無污染等特點,可望成為世紀的“綠色化學”。超聲波技術是利用超聲輻射所產生的“空化效應”所形成的極端物化條件和高能“微反應器”,導致水分子裂解形成自由基,將溶解于水中的有機化合物分解為環(huán)境可以接受的物質,加快反應速度,提高脫色率或降解率。
自由基由于含有未成對電子,性質活潑,具有很強的氧化污染物的能力。非極性、易揮發(fā)的疏水性溶質蒸氣易進入空化泡內部發(fā)生高溫熱解反應。空化泡和溶液氣液相界面�？栈莺腿芤簹庖航缑鎱^(qū)域是空化泡氣相和溶液
本體之間的過渡區(qū)域,雖然這個區(qū)域的溫度比空化泡內低,但仍存在一定的局部高溫約和高濃度的輕基自由基,水呈超臨界狀態(tài)。在超臨界水相中,水的物理化學性質如瓢度、離子活度積、密度和熱容發(fā)生突變。這種突變可加速化學反應發(fā)生,如水解反應、烴和酚的氧化等。在這個區(qū)域,難揮發(fā)的極性親水性溶質可發(fā)生熱解反應和被輕
基自由基氧化,也可發(fā)生超臨界水氧化反應。常溫常壓的溶液本體。在溶液本體中,空化泡崩潰產生的射流和沖擊波使自第章偶氮染料廢水的處理方法及研究進展由基和進入整個溶液,極性、難揮發(fā)、親水性溶質被自由基及等氧化劑氧化而降解。一般認為空化理論和自由基理論是超聲降解有機物的兩種主要作用機理,但超聲在處理水中有機物時,還會產生一些不容忽視的作用。機械剪切作用在含有聚合物的多相體系中,由于空化泡崩滅時會使傳質媒質的質點產生很大的瞬時速度和加速度,引起劇烈的振動,這種劇烈的振動在宏觀上表現(xiàn)出強大的液體力學剪切力,會使大分子主鏈斷裂,從而起到降解高分子的作用。
絮凝作用超聲波對混凝具有促進作用,因為當超聲波通過有微小絮體顆粒的液體介質時,其中的懸浮粒子開始與介質一起振動,但由于大小不同的粒子具有不同的振動速度,顆粒將相互碰撞、粘合,體積增大,最后沉淀下來。由于超聲波的作用,比一般的絮凝效果好,對污染物的去除率較高。在超聲波產生上述幾種作用的同時,產生的沖擊波會對整個溶液起到充分的攪拌混合作用。在超聲降解水中有機污染物的過程中主要通過以上幾種過程的協(xié)同作用,使污染物分解,變成無機物或其它無害有機小分子。因此,超聲波處理染料廢水是一種有效的,能夠加快染料脫色和礦化速率的新技術`。它集高溫熱解和自由基氧化、超臨界水氧化等高級氧化技術的特點于一身,降解條件溫和,降解速度快、途徑多,適用范圍廣,操作簡單,可以單獨或與其他水處理技術聯(lián)合使用,是一種極具發(fā)展?jié)摿蛻们熬安⒃絹碓绞荜P注的水處理技術。具體聯(lián)系污水寶或參見http://www.yiban123.com更多相關技術文檔。
大量研究表明,超聲空化作用所產生的獨特的物理化學環(huán)境,可開辟新的化學反應途徑,驟增化學反應速度,對偶氮染料有很強的降解能力,一般經過持續(xù)超聲作用最終可達到完全礦化。單獨使用超聲波去除水中有機污染物具有操作簡便且不引入其它試劑造成二次污染等特點。近幾年來,國內外許多學者開始研究偶氮染料的超聲降解,并提出其降解機理。年等報道偶氮染料酸性橙、酸性橙、直接蘭、活性黑、活性橙和活性橙在的超聲輻射下,一內可以被完全脫色和降解,染料降解的速度與超聲波強度成正比。降解機理是·攻擊偶氮染料分子,使偶氮鍵斷裂、同時氧化氮原子和芳環(huán)上的羥基。次報道對濱苯基偶氮一,二輕基一蔡一,一二磺酸經超聲輻射后完全降解,偶氮鍵斷裂也是由于羥基的氧化作用。等提出偶氮染料活性紅的超聲降解符合一或一凡多相動力學模型。認為染料分子是在空化泡和水溶液氣液相界面與高濃度的羥基反應而被降解。等分別用超聲和光催化降解酸性橙,經降解產物的一分析,酸性橙的超聲降解中間產物以低脂肪族化合物為主而光催化降解酸性橙的中間產物為蔡環(huán)化合物如一蔡酚、芳香化合物如苯乙醇、一甲基酚等和開環(huán)化合物如一乙基一一己醇等。從形成的中間產物來看,超聲要比光催化降解效果好。2007年Rehorek等在超聲降解酸性橙和活性橙的研究中發(fā)現(xiàn),中性和酸性條件下脫色率提高,堿性條件下抑制脫色。
Okitsu等提出偶氮染料活性紅22的超聲降解符合Langmuir-Hinshelwood或Eley-Rideal多相動力學模型。認為染料分子是在空化泡和水溶液氣液相界面與高濃度的OH·反應而被降解。等分別用超聲和光催化降解酸性橙,經降解產物的一分析,酸性橙的超聲降解中間產物以低脂肪族化合物為主。
