偶氮染料色谱齐全、工艺成熟,其分子中一般含有个或多个偶氮键,键上连有苯基或蔡基,苯基或蔡基上又连有一NH2、一Cl、一CH3、一NO2、一SO3H及一OH等取代基团。大多数偶氮染料本身虽然没有毒性,但其潜在危害不可忽视。年,在从事品红生产的工人中发现膀肤癌患者后,引起人们的高度重视,纷纷对偶氮染料毒性、致癌作用以及诱变活性进行研究。结果表明,分子结构中含有对苯二胺或联苯胺的偶氮染料进入人体后,会被肠道细菌的偶氮还原酶分解成芳香胺。偶氮染料在有氧的状态下,不易分解矿化,但在厌氧状态下,则很容易被微生物分解还原为芳香胺和其它中间产物。这些物质在环境中更不容易分解矿化,有的还具有致突变性、致癌性或其它毒性,会影响接触者的健康。
光催化氧化是在催化剂催化下利用光辐照使反应体系产生活性极强的自由基,自由基再与有机污染物发生加合、取代和电子转移等反应,使污染物部分或全部矿物化。该技术能有效地破坏许多结构稳定、微生物难以降解的有机污染物,且具有明显的节能高效、、污染物降解彻底等优点。等用紫外光辐照单偶氮染料活性橙,完全脱色,未发现有致诱变及致癌物生成。为了提高光降解效率,一般加入催化剂二氧化钦、、草酸铁等。钟妮华等在草酸铁体系中,利用太阳光降解了刚果红和甲基橙。活性艳红一废水在和紫外光作用下,活性艳红的浓度可从降到以下,脱色率大于。该法有很强的选择性,对单偶氮染料废水的脱色效果较好。等采用舰处理单偶氮染料酸性红和酸性黄也得到了相同的效果。在类似的体系中,活性蓝完全脱色,TOC的除去率催化的光对染料降解的去除效率主要取决于染料的结构,难易程度的顺序为芳甲烷结构>偶氮结构>葱醒结构。偶氮染料随着偶氮键的增加去除率降低。孙平等测定了十六种水溶性偶氮染料催化光降解反应,脱色率在78.87%-91.92%,其降解属于一级动力学反应,反应的表观速率常数与偶氮染料的结构相关联。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
为了解决催化剂的除去问题,等采用薄膜作催化剂光降解,内染料几乎完全脱色,去除率可达。张坚亦等将TiO2。固定在不锈钢质反应器内壁,对浓度为活性艳红一进行光降解,降解率达95.8%。Mozia等研究了偶氮染料酸性红水溶液在固定流化床石英反应器中的光催化氧化作用,证明酸性红的降解率取决于起始染料的浓度。Mozia等的研究表明在催化紫外光照射下,浓度为偶氮染料酸性红可完全矿化。降解效率在一定范围内随催化剂用量的增加而增加。在293-333K范围内,降解速率常数呈线性增加,但温度升343K至降解率反而下降。H2O2,(NH4)2S2O8或KBro3的存在可明显促进活性橙的降解符合理想的Langmuir-Hinshelwood方程。
催化剂不同光降解的效果也不同。Mascolo等把纳米TiO2涂在反应器内壁上与化条件下紫外光对甲基红降解作了比较,发现虽然纳米的比表面积大,但由于孔隙少,的催化效率更高。程沧沧等采用TIO2/Fe3+体系,在太阳光下照射0.5h,浓度25mg/L为的直接耐酸大红4BS降解率达85%。Akyol等对比了不同光催化剂对活性偶氮染料RemazolRedF-3B的脱色效果。在365nm的紫外光照射下,以ZnO为催化剂,染料的脱色率和的除去率均比TiO2的高。在254nm的紫外线辐照下,结果相反。对和两个偶氮染料,Tio2来说,的催化降解活性优于其它。
光催化降解技术是一项应用前景广泛的废水处理技术。由于光催化氧化反应是基于废水体系对光能量的吸收,被处理体系必须具有良好的透光性。而高浓度染料工业废水具有杂质多、浊度高、色度高和透光性差的特点,反应比较难以进行。因此,在废水处理中难以单独应用,需要与其它方法联用或用作废水的深度处理。