偶氮染料色譜齊全、工藝成熟,其分子中一般含有個或多個偶氮鍵,鍵上連有苯基或蔡基,苯基或蔡基上又連有一NH2、一Cl、一CH3、一NO2、一SO3H及一OH等取代基團。大多數偶氮染料本身雖然沒有毒性,但其潛在危害不可忽視。年,在從事品紅生產的工人中發現膀膚癌患者后,引起人們的高度重視,紛紛對偶氮染料毒性、致癌作用以及誘變活性進行研究。結果表明,分子結構中含有對苯二胺或聯苯胺的偶氮染料進入人體后,會被腸道細菌的偶氮還原酶分解成芳香胺。偶氮染料在有氧的狀態下,不易分解礦化,但在厭氧狀態下,則很容易被微生物分解還原為芳香胺和其它中間產物。這些物質在環境中更不容易分解礦化,有的還具有致突變性、致癌性或其它毒性,會影響接觸者的健康。
光催化氧化是在催化劑催化下利用光輻照使反應體系產生活性極強的自由基,自由基再與有機污染物發生加合、取代和電子轉移等反應,使污染物部分或全部礦物化。該技術能有效地破壞許多結構穩定、微生物難以降解的有機污染物,且具有明顯的節能高效、、污染物降解徹底等優點。等用紫外光輻照單偶氮染料活性橙,完全脫色,未發現有致誘變及致癌物生成。為了提高光降解效率,一般加入催化劑二氧化欽、、草酸鐵等。鐘妮華等在草酸鐵體系中,利用太陽光降解了剛果紅和甲基橙。活性艷紅一廢水在和紫外光作用下,活性艷紅的濃度可從降到以下,脫色率大于。該法有很強的選擇性,對單偶氮染料廢水的脫色效果較好。等采用艦處理單偶氮染料酸性紅和酸性黃也得到了相同的效果。在類似的體系中,活性藍完全脫色,TOC的除去率催化的光對染料降解的去除效率主要取決于染料的結構,難易程度的順序為芳甲烷結構>偶氮結構>蔥醒結構。偶氮染料隨著偶氮鍵的增加去除率降低。孫平等測定了十六種水溶性偶氮染料催化光降解反應,脫色率在78.87%-91.92%,其降解屬于一級動力學反應,反應的表觀速率常數與偶氮染料的結構相關聯。具體聯系污水寶或參見http://www.dongaorq.cn更多相關技術文檔。
為了解決催化劑的除去問題,等采用薄膜作催化劑光降解,內染料幾乎完全脫色,去除率可達。張堅亦等將TiO2。固定在不銹鋼質反應器內壁,對濃度為活性艷紅一進行光降解,降解率達95.8%。Mozia等研究了偶氮染料酸性紅水溶液在固定流化床石英反應器中的光催化氧化作用,證明酸性紅的降解率取決于起始染料的濃度。Mozia等的研究表明在催化紫外光照射下,濃度為偶氮染料酸性紅可完全礦化。降解效率在一定范圍內隨催化劑用量的增加而增加。在293-333K范圍內,降解速率常數呈線性增加,但溫度升343K至降解率反而下降。H2O2,(NH4)2S2O8或KBro3的存在可明顯促進活性橙的降解符合理想的Langmuir-Hinshelwood方程。
催化劑不同光降解的效果也不同。Mascolo等把納米TiO2涂在反應器內壁上與化條件下紫外光對甲基紅降解作了比較,發現雖然納米的比表面積大,但由于孔隙少,的催化效率更高。程滄滄等采用TIO2/Fe3+體系,在太陽光下照射0.5h,濃度25mg/L為的直接耐酸大紅4BS降解率達85%。Akyol等對比了不同光催化劑對活性偶氮染料RemazolRedF-3B的脫色效果。在365nm的紫外光照射下,以ZnO為催化劑,染料的脫色率和的除去率均比TiO2的高。在254nm的紫外線輻照下,結果相反。對和兩個偶氮染料,Tio2來說,的催化降解活性優于其它。
光催化降解技術是一項應用前景廣泛的廢水處理技術。由于光催化氧化反應是基于廢水體系對光能量的吸收,被處理體系必須具有良好的透光性。而高濃度染料工業廢水具有雜質多、濁度高、色度高和透光性差的特點,反應比較難以進行。因此,在廢水處理中難以單獨應用,需要與其它方法聯用或用作廢水的深度處理。


