化學(xué)氧化活性染料及其降解機(jī)理的研究分析

汪偉

摘 要：化學(xué)氧化活性染料進(jìn)行印染加工與制作所產(chǎn)生的廢水，是導(dǎo)致印染行業(yè)污染排放及危害影響產(chǎn)生的主要原因之一。因此，針對化學(xué)氧化活性染料及其降解激勵進(jìn)行研究，以為有關(guān)降解操作提供參考，具有十分顯著的作用和意義。本文將圍繞化學(xué)氧化活性染料的特點及其降解機(jī)理展開論述，以供參考。

關(guān)鍵詞：化學(xué)氧化;活性染料;降解機(jī)理;研究;分析

環(huán)境污染是當(dāng)前全球所面臨的共同問題。根據(jù)有關(guān)研究資料的內(nèi)容顯示，我國工業(yè)生產(chǎn)中所存在的污水排放以及由此帶來的水環(huán)境污染十分嚴(yán)重，其中，約86%的城市河段因污水排放導(dǎo)致存在較為嚴(yán)重的水質(zhì)污染超標(biāo)問題。染料工業(yè)作為我國紡織、輕工與化工等行業(yè)領(lǐng)域的重要組成部分，在我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展與對外貿(mào)易業(yè)務(wù)開展中均具有十分重要的作用和影響。但是，由于染料工業(yè)生產(chǎn)中所產(chǎn)生的印染廢水，由于其含有多種生物毒性或具有致癌、致畸、致突變作用的有機(jī)物含量較多等特點，造成在進(jìn)行染料工業(yè)的污染廢水處理中，采用常規(guī)處理技術(shù)進(jìn)行其廢水污染治理的有效性較低。針對這一情況，結(jié)合染料工業(yè)廢水排放中對印染廢水的監(jiān)測與控制標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行更加合理與有效的廢水處理技術(shù)探索，以促進(jìn)染料工業(yè)生產(chǎn)中的印染廢水治理效果提升，以達(dá)到相應(yīng)的環(huán)境資源保護(hù)和節(jié)約目的，具有十分顯著的作用和意義。下文將通過對化學(xué)氧化活性染料及其降解機(jī)理分析，為染料工業(yè)中印染廢水治理及其有關(guān)措施制定提供參考，以促進(jìn)其工業(yè)生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)的綜合效益提升和發(fā)展。

1、化學(xué)氧化活性染料及其污染問題分析

染料工業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展中，活性染料的最早出現(xiàn)是在上世紀(jì)50年代，并且是以二氯均三嗪類染料為代表。需要注意的是，活性染料由于其在常規(guī)條件下進(jìn)行染色加工應(yīng)用的固色率僅有50%至80%左右，導(dǎo)致剩余部分的染料隨著加工生產(chǎn)的工藝操作最終成為廢液被排放到環(huán)境中，從而必然會產(chǎn)生相應(yīng)的環(huán)境污染與生態(tài)破壞問題，同時造成一定材料與資源浪費，對整個染料工業(yè)生產(chǎn)及其長期可持續(xù)發(fā)展形成不利影響。針對這一情況，加強(qiáng)活性染料的固色率改進(jìn)和優(yōu)化提升以及實現(xiàn)活性染料染色加工排放廢液中的殘余染料有效降解處理，成為整個染料工業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展中所關(guān)注的重要問題。

另一方面，電化學(xué)法作為一種清潔處理的有效方法，也被稱為是高級電化學(xué)氧化技術(shù)。結(jié)合電化學(xué)技術(shù)在污染處理應(yīng)用中的研究現(xiàn)狀，對其進(jìn)行活性染料降解處理的作用機(jī)制進(jìn)行研究，以為有關(guān)研究及實踐提供參考具有十分突出的重要作用。

2、化學(xué)氧化活性染料的降解機(jī)理分析

電化學(xué)法在污染處理中應(yīng)用，是通過外加電場利用電化學(xué)反應(yīng)器在對電壓或電流等條件變化控制下，實現(xiàn)其電化學(xué)過程或者是電化學(xué)反應(yīng)控制，從而達(dá)到相應(yīng)的污染降解和去除效果。本文在對電化學(xué)法進(jìn)行活性染料的污染降解處理作用機(jī)制研究中，就以PbO2作為電化學(xué)反應(yīng)陽極材料，同時以Na2SO4和NaCl作為電解質(zhì)溶液，對其降解處理的具體作用機(jī)制及變化進(jìn)行研究。

首先，根據(jù)上述污染降解處理方法及其反應(yīng)條件，在對活性染料的印染廢水進(jìn)行降解處理中，其第一反應(yīng)階段主要特征表現(xiàn)即為OH′產(chǎn)生，同時染料廢水中的大部分染料被電氧化反應(yīng)進(jìn)行降解。這是由于采用電化學(xué)法進(jìn)行活性染料的染料廢水降解處理中，其電化學(xué)反應(yīng)開始后會現(xiàn)在電化學(xué)陽極材料板的表面進(jìn)行大量具有較高反應(yīng)活性與氧化特性的羥基自由基OH′產(chǎn)生，并且對于這一反應(yīng)過程可通過下列化學(xué)反應(yīng)式（1）進(jìn)行表示，該反應(yīng)過過程中所產(chǎn)生的OH′，其標(biāo)準(zhǔn)的氧化還原電位為2.8V標(biāo)準(zhǔn)，并且該物質(zhì)的氧化能力僅低于氟。然后，在上述反應(yīng)基礎(chǔ)上，通過和溶液中染料的反應(yīng)作用，對其大部分物質(zhì)形成快速的氧化分解作用，對該反應(yīng)過程中則可以通過下列化學(xué)反應(yīng)式（2）進(jìn)行表示。

其次，采用電化學(xué)法進(jìn)行活性染料的印染廢水降解處理中，其第二反應(yīng)階段的主要作用機(jī)理與反應(yīng)變化主要表現(xiàn)為OH′的復(fù)合物逐漸形成，同時其降解處理液體中的染料成分將繼續(xù)被氧化與降解反應(yīng)，其中，對電化學(xué)反應(yīng)中OH′復(fù)合物形成的反應(yīng)過程可通過如下化學(xué)反應(yīng)式（3）進(jìn)行表示，而對OH′復(fù)合物形成后，電化學(xué)溶液與染料廢水繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)及其氧化降解過程則可通過下列化學(xué)反應(yīng)式（4）進(jìn)行表示。

此外，通過上述兩個階段的反應(yīng)變化后，其染料廢水中的大部分活性染料成分都會被氧化反應(yīng)逐漸降解，同時其主要氧化劑則會在電化學(xué)反應(yīng)的第三階段中逐漸形成，對該階段的具體化學(xué)反應(yīng)及氧化降解過程則可通過下列化學(xué)反應(yīng)式（5）進(jìn)行表示。而該反應(yīng)階段中，在其化學(xué)氧化反應(yīng)過程中隨著等氧化劑的形成及其對活性染料廢水中的活性染料成分的緩慢氧化降解作用，能夠?qū)η皟蓚€階段中降解反應(yīng)后留下的簡單有機(jī)小分子實現(xiàn)緩慢降解，并第四個反應(yīng)階段中二次氧化劑的形成（如下化學(xué)反應(yīng)式6所示）及其氧化降解作用，對其染料廢水中的染料分解小分子繼續(xù)形成氧化降解作用，最終達(dá)到對其廢水溶液的降解處理目的。

3、結(jié)束語

總之，對化學(xué)氧化活性染料及其降解機(jī)理進(jìn)行研究，能夠為活性染料的有效降解處理及其技術(shù)研究提供相應(yīng)的參考和支持，從而促進(jìn)活性染料在染料工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的污染影響與材料浪費問題得到控制，促進(jìn)其環(huán)境保護(hù)與資源節(jié)約等綜合效益提升，推動染料工業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

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