【正文】 ............................................................................................... 8 第三章 實驗結(jié)果與討論 ................................................................................................. 12 計算公式 ..................................................................................................................... 12 羅丹明 B 的最大吸收波長 ......................................................................................... 12 標(biāo)準曲線的繪制 ......................................................................................................... 12 TiO2SiO2 催化劑紅外光譜圖分析 ............................................................................ 13 單一數(shù)實驗結(jié)果與分析 ............................................................................................. 14 濱州學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 ii 吸附時間對降解率的影響 ...................................................................................... 14 PH 值對降解率的影響 ............................................................................................. 15 TIO2SIO2 催化劑用量對吸附率的影響 ................................................................. 15 羅丹明 B 的初始濃度對降解率的影響 .................................................................. 16 響應(yīng)面實驗結(jié)果與分析 ............................................................................................. 17 降解的最佳條件 ......................................................................................................... 22 結(jié)論 ............................................................................................................................. 22 未來展望 ..................................................................................................................... 22 參考文獻 ........................................................................................................................... 23 致謝 ................................................................................................................................... 25 濱州學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 1 引言 隨著 現(xiàn)代印染工業(yè)的迅速發(fā)展 ， 通過各種途徑 進入水體中的化合物的種類和數(shù)量急劇增多 ， 有機廢水中含有許多難以降解有毒的污染物， 其中羅丹明 B 具有較高的難降解 性和易累積等特點，對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康構(gòu)成了嚴重威脅。羅丹明 B（ RB）俗稱花粉紅，是一種具有鮮桃紅色的人工合成的染料 ， 氧雜蒽染料中的重要代表物，廣泛存在 印染廢水中， 羅丹明 B 還涉及 食品安全事件， 2020 年 2 月 15 日 ， “ 重慶千驕調(diào)味品有限公司 ” 廠區(qū)內(nèi)部分殘留豆瓣醬和紅油中查出羅丹明 B， 經(jīng)老鼠試驗發(fā)現(xiàn)，羅丹明 B會引致皮下組織生肉瘤，被懷疑是致癌物質(zhì)。 由于其難生物降解，大量使用會對水環(huán)境造成很大危害， 因此對含有 RB 廢水的降解處理便顯得十分重要。 除了苯環(huán)類 類物質(zhì)，有機廢水中還有可能存在其他的有毒物質(zhì)，會在水體、土壤等 自然環(huán)境中不斷積累、儲存，最后進入人體 ，從而危害人體健康。因此， 有效的治理有機物廢水，來減少環(huán)境污染，保護人類的生存環(huán)境，是一項長期且有待解決的重要問題。 到目前為止， 經(jīng)過長期努力已經(jīng)建成很多降解方法，常用的方法有物理法，化學(xué)法，生物法等，最常用是化學(xué)法， 其中， 已經(jīng)建成很多降解方法，常用的方法有物理法，化學(xué)法，生物法等，最常用是化學(xué)法， 光催化氧化法具有 （ 1）無毒（ 2）安全（ 3）穩(wěn)定性好（ 4）催化活性高（ 5）見效快（ 6）能耗低（ 7） 可重復(fù)使用等優(yōu)點。 光催化 法可以為環(huán)境保護事業(yè)和企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻。 由于 TiO2具有優(yōu)良的光催化效應(yīng)，且對人體無毒無害，因此它 是一種優(yōu)良的 催化劑 。 另外，響應(yīng)面法 具有試驗次數(shù)少、預(yù)測性能好、精密度高等優(yōu)點 ， 本課題利用 此方法 來 討論 pH、羅丹明 B 初始濃度、催化劑用量等因素對 降解羅丹明 B 的 影響 ， 為 治理印染廢水 提供依據(jù) 。 濱州學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 第一章 羅丹明 B簡介及有機廢水處理方法 羅丹明 B 的簡單介紹 羅丹明 B（ RB）俗稱花粉紅，又名玫 瑰紅，是一種具有鮮桃紅色的人 工合成的染料 ,氧雜蒽染料中的重要代表物， 分子式為 C28H31ClN2O3，分子量為 ， 其分子結(jié)構(gòu)如圖 1， 常溫下 為 紅紫色粉末 或 綠色結(jié)晶 ，幾乎沒有 異味，易溶于水和 乙醇， 水溶液為藍紅色，稀釋后有強烈熒光 具有良好的穩(wěn)定性和染色能力， 主要用于紡織、制漆、 造紙、皮革等 的工業(yè)染色 ，同時它亦是一種常見的分析試劑，廣泛應(yīng)用于 醫(yī)藥、 礦業(yè)、 環(huán)保、鋼鐵 等領(lǐng)域，也可作實驗室中細胞熒光染色劑 [1]。 圖 羅丹明 B 的分子結(jié)構(gòu) 羅丹明 B 的危害 印染工業(yè)中由于不完善的清洗和處理技術(shù) ，大約有 15%左右的染料從 生產(chǎn)廢液中排出去，成分復(fù)雜、色度高、可生化是這種廢水的特點， 特別是高色度這 一特點嚴重影響 水 體 質(zhì) 量，抑制了太陽光進入水 體 于是 降低了水中生 物的光合作用，許多染料是有毒的，有的 具有致癌和致突變性 ，難降解，例如羅丹 明 B。 不僅對動物和植物造成傷害 ，同時嚴重影響人類的身體健康， 染料 廢水中羅丹明 B 的濃度一般高于 100 mg/L。 羅丹明 B 曾用作食品添加劑， 經(jīng)老鼠試驗發(fā)現(xiàn)，羅丹明 B 會引致皮下組織生肉瘤，被懷疑是致癌物質(zhì)，現(xiàn)已不允許用作食品添加劑及食品染色。 但由于 羅丹明 B具有顏色紅艷、價格低廉、穩(wěn)定性良好，常被不法商家用作替代食品添加劑的著色劑，給人們的飲食安全帶來極大隱患。 2020 年 2 月 15 日， “ 重慶千驕調(diào)味品有限濱州學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 公司 ” 廠區(qū)內(nèi)部分殘留豆瓣 醬和紅油中查出羅丹明 B。 2020 年 4 月底，重慶警方又查獲上萬斤用羅丹明 B 染色的毒花 椒 ，這些毒花椒被制成 火鍋底料 。 羅丹明 B 之所以不能作為食品添加劑的主要原因不僅僅是 因為 它 屬于人工合成染料，還因為 攝取、吸入以及皮膚接觸 到 它 會造成 慢 性和 急 性的中毒傷害 。 1999 年， 陳建軍 等報道 人體食入、吸入以及皮膚接觸 羅丹明 B 能引起不同程度急性中毒癥狀，它主要作用在皮膚、氣管、肺、胃腸等器官 ，且 對心臟、腎、脾、肝、及血液系統(tǒng)有一定的損害作用 。 此外， 2020 年，黃良平 等 報道羅丹明 B 可以被腸道吸收，然后隨血液 分布到各器官，使皮膚、臟器 、粘膜 染紅， 鏡 下 觀察到 腦間血管輕度淤血，部分心肌 纖維斷裂， 最終致人死亡。 在 2020 年羅丹明 B 已 經(jīng) 被國家列入第一批《食品中可能違法添加的非食用物質(zhì)和易濫用的食品添加劑名單》， 美國、 歐盟等國家也都不允許在食品中使用 。 羅丹明 B 的 檢測 我國目前 尚沒有檢測食品中羅丹明 B 的 國家標(biāo)準 ， 也無快速檢測和鑒定方法。根據(jù)相關(guān)文獻報道可采用高效液相色譜 熒光檢測器法 [2]，高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜檢測方法 [3]。 羅丹明 B 的降解 由于羅丹明 B 難生物降解，大量使用會對水環(huán)境造成很大危害，因此對含有 RB廢水的降解 處理便顯得十分重要。經(jīng)過長期努力已經(jīng)建成很多處理方法，常用的方法有物理法，化學(xué)法，生物法等， 如化學(xué)氧化 法 [4]、 吸附 法 [5]、 混凝沉淀 法 [6]、 膜分離 法 [7]、離子交換法 [8]及 微生物降解法 [9]。最常用是化學(xué)法，現(xiàn)階段有很多關(guān)于光催化降解羅丹明 B 的研究，李愛昌 [10]等用（ NiMo） TiO2 納米薄膜提高羅丹明 B 的降解率，王建強 [11]用硅膠為載體。采用溶膠 凝膠法制備了 Fe3+TiO2/SiO2 光催化劑，探討了光催化反應(yīng)中溶液 pH 值和起始濃度對催化反應(yīng)的影響。 張麗 [12]等討論了以CuO2 作為光催化 劑，在太陽光下， 加入 H2O2， 可溶性染料羅丹明 B 的 降解率 達 到100%。 還有在此基礎(chǔ)上發(fā)展的超聲光催化， 光電催化。 其他還有力空化強化臭氧降解水中羅丹明 B[13]，芬頓氧化法（加雙氧水、 Fe2+）降解羅丹明 B[14]這兩種方法都是利用強氧化性物質(zhì)降解