活性炭纤维阴极电Fenton法降解甲基橙的研究
Fenton试剂高级氧化法降解甲基橙模拟废水研究
S u n e t e to ehy a eSi u ai n W ase tr b nt n Re g n t dy o Tr am n fM t lOr ng m l to twae y Fe o a e t
1 引言
2 实 验 部 分
随着 国民经 济 的发展 , 工农业 生产 越来越 规模 化 ,
2 1 实验试 剂 与仪器 . 试剂 : 甲基 橙 ( 国产 分 析 纯 , 津 市 致远 化 学 试 剂 天
随之越 来越 多 的有 机化 合物 被广 泛应用 于我 们 的生活 与生产 , 同时含有 大量 难降解 的 污染物 也相应 增 多 , 水 体 污染 越来 越严 重 , 态 破 坏 直接 危 害人 类 与 生物 的 生 健 康 。根 据 长江水 产 研 究 中 心 的调 查 , 江 中 的水 中 长
开
Fn n 剂高 et o 试 级氧化法降解 甲基橙模拟废水研究
刘 岿 , 葛 勐 , 晓东 李
( 水师范学院 生命科学与化学学院, 天 甘肃 天 水 7 10 ) 401
摘要 : 甲基 橙 是 一 种 较 难 降 解 的 有 机 苯 环 偶 氮 染 料 之 一 究 具 有 普 遍 参 考 价 值 。 研 通 过研 究 Fn n 剂 降解 甲基 橙 过 程 中 的 H o 浓 度 、e 浓 度 、 应 时 间和 反 应 体 系 p et 试 o 22 F 反 H值 对 甲 基橙 降 解 的影 响 , 定 其 最 佳 降解 确
Absr c : ehy rn ewa r iiutt e r d to fog nc matr Iswae ou inh d te d e a o a a i stpc lc aa tr ta t M t lo a g sa moe dfc l od ga a n o ra i te .t trslto a h y nd sd cd wa y ia h rce - i itc wh c o l eu e sa c ran tpc la od e , n fi e rd t n p ro a c foh rrs ac y sa dt aayi e r d to n ia sis, ih c ud b s d a eti y ia z y s o eo sd ga ai e r n eo t e e e rh d e hec tltcd ga ain idc — t o f m n trs se wa o o y tm s c mmo ee e c au T r u h te rs ac fme y r n e Fe tn ra e td ga ain p o e sH2 o c nrto Fe n rfrn e v l e. h o g h ee rh o t loa g no e g n e rd to r c s 02c n e tain. “ h cn e o c n-
活性炭纤维阴极电_Fenton法降解艳红染料X3B
] 文献 [ 报 道, 在 电 化 学 应 用 方 面, 活性炭纤 7, 8
0 引 言
已成为一个亟待 环境污染直接 威 胁 人 类 生 存 , 解决的焦点问题 . 染料是一类较典型的有机污染物 , 染料废水主要来源 于 染 料 及 染 料 中 间 体 生 产 行 业 , 由各种产品和中间 体 结 晶 的 母 液 、 生产过程中流失 的物料及冲刷地面 的 废 水 等 组 成 , 直接排放染料废 水将对水源造成严重污染 . 据估计 , 未经妥善处理就 排放 到 环 境 中 的 染 料 占 全 世 界 总 污 染 排 放 物 的 而其中含氮染 料 废 水 在 纺 织 工 业 染 料 废 水 中 1 5% , 1] 占近一半的比例 [ 因此 , 研究染料废水的处理对保 . 工业上常 护生态环境和人类 健 康 具 有 重 要 的 意 义 . 用的染料废水处理 方 法 有 絮 凝 沉 降 法 、 吸附法和生 物降解法等 , 但这些 方 法 大 多 具 有 反 应 效 率 低 和 污
c 1 1 e ( ) 2 = q e+ K q q qma e m a x x X 3 B在 A C F 表面的吸附符合 如 图 3 所 示 ,
为单分子吸附 . L a n m u i r等温吸附模型 , g
2 结果与讨论
2. 1 A C F 的表面形貌 经过碳 A C F 是 一 种 以 有 机 化 学 纤 维 为 原 料, 化、 活化等 步 骤 加 工 而 成 的 导 电 材 料 . 用扫描电镜 ( 对反 应 前 后 A 如图1 S EM) C F 的 形 貌 进 行 表 征, 所示 . 可以看出 , 具有明显的轴 A C F 表面比较平滑 , 可以有效增大它的比表面积 ; 并且 A 向裂纹 , C F 是很 规整的微米线结构 , 无团聚 , 有助于氧气在其表面的 扩散 . 对比反应前后的扫描电镜图 , 可以看出 A C F的 说明它的化学结构很稳定 . 表面结构没有改变 ,
Fenton氧化处理甲基橙染料模拟废水的动力学研究
t e UV Vi s e t m ,i i c n ld d t a e tn o iain i a f ciemeh d fr h e rd t n o mc l rl e A h - s p cr u t s o cu e t no xd t n e e t to e d ga ai f  ̄y al . h F o s v o t o o g
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Ke r s F no at n; ̄ ty rn e ie cmo e y wo d : e tnr c o e i h l a g ;kn t d l o i
Fenton氧化处理甲基橙染料模拟废水的动力学研究_暴雅娴
(16)
所以 , 根据上述方程可将污染物的降解动力学
Fe3+ +HO2 ·※ Fe2+ +O2 +H+ (k6 =1.2 ×106-1)[ 10]
(3) (4)
(5)
(6)
另外 , 产生的自由基·OH 也将发生如下反应 :
·OH +H2O2 ※H2O +HO2 · (k7 =3.3 ×107-1)[ 12]
(7)
反应中生成的·OH 具有很强的氧化能力 , 能使许多
Key words:Fenton reaction ;methyl orange ;kinetic model
染料行业产生的污染物是全球性的主要环境污 染源之一 。 据不完全统计 , 我国印染行业每年排放 废水量高达 7 亿 ~ 8 亿多 t , 占纺织工业废水排放量 的 80 %, 是我国排放废水和污染物数量较大的行业 之一 。由于染料和印染工业的废水具有有机物浓度 高 、成分复杂 、色度深 、难降解等特点 , 传统的处理方 法如生化处理[ 1] 、混凝脱色 、吸附脱色[ 2] 、膜技术等 工艺对于染料污染物的矿化能力较差 , 而且容易引 起二次污染 。
d
c(RH) dt
=-k
8
c(·OH)c(RH)
(15)
假定 H2O2 在 Fe2+催化作用下的分解符合一级
反应 , 反应初始条件维持 c(H2O2)与 c(Fe2+)的比
例为定值 , 因此式(14)可简化为 :
d
c(H2O2) dt
=-
k
HO
22
c(H2O2)
(kH2O2 =k 1c(Fe2+))
变化情况 。 如图所示 , 甲基橙在紫外和可见光区域 各有一个吸收峰 , 270 nm 处代表的是甲基橙分子结 构中苯环的吸收峰 ;465 nm 处代表的是甲基橙分子 结构中偶氮色基团的吸收峰 。 由图 2 可见 , 随着反 应时间的延长 , 甲基橙的特征吸收峰(465 nm)强度 逐渐减弱 , 10 min 后特征吸收峰基本消失 , 说明降解 反应破坏了染料分子中的发色基团 。 此外 , 反应后
Fenton试剂氧化处理甲基橙模拟废水的条件实验设计方案
Fention试剂对有机污染处理的研究Fenton试剂氧化处理甲基橙模拟废水的实验设计方案专业:化学工程与工艺学生姓名:肖卓群班级:化本0902完成时间:2012/11/2小组成员:张国杰肖卓群陈海波胡亚杰摘要本实验以甲基橙作为底物,采用芬顿(Fenton)试剂进行催化氧化,综合Fe2+浓度、H2O2加入量和pH值对其的降解影响,实验表明:对50mg/L的亚甲基蓝溶液,在七水硫酸亚铁固体,30%H2O2溶液5g/L,pH值为3的反应条件下,反应时间6min,甲基橙降解率达到95%以上。
关键字:芬顿(Fenton)试剂;甲基橙;催化氧化;降解率;羟基自由基前言过氧化氢与催化剂Fe2+构成的氧化体系通常称为Fenton试剂。
在催化剂作用下,过氧化氢能产生两种活泼的氢氧自由基,从而引发和传播自由基链反应,加快有机物和还原性物质的氧化。
1894年,英国化学家H.J.H.Fenton首次发现有机物在(H2O2)与Fe2+组成的混合溶液中能被迅速氧化,并把这种体系称为标准Fenton试剂,可以将当时很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态,氧化效果十分明显。
Fenton试剂是由H2O2和Fe2+混合得到的一种强氧化剂,特别适用于某些难治理的或对生物有毒性的工业废水的处理。
由于具有反应迅速、温度和压力等反应条件缓和且无二次污染等优点,近30年来,其在工业废水的处理中的应用越来越受到国内外的广泛重视。
目录1 Fenton试剂概述 (5)1.1 试剂的来源 (5)1.2 试剂的分类 (5)1.3 试剂的作用原理 (5)2 实验部分 (7)2.1 水样选择 (7)2.2主要试剂仪器 (7)2.3 分析方法 (7)2.4 溶液的配制 (7)2.5 标准曲线的测定 (8)2.5.1最大吸收波长的测定 (8)2.5.2最佳反应时长 (9)2.5.3 H2O2的用量对甲基橙除去率的影响 (10)2.5.4 FeSO4•7H2O溶液的用量对甲基橙去除率的影响 (11)2.6 实验问题分析与总结 (12)2.6.1 问题分析 (12)2.10.2 实验总结 (12)3 实验心得与体会 (13)1 Fenton试剂概述1.1 Fenton试剂的来源19844年,H.J.Fenton首次发现Fe2+ 与H2O2 组成的混合液能迅速氧化苹果酸,并把这种混合体系称为标准Fenton试剂。
电fenton法降解甲基橙的机理研究
电fenton法降解甲基橙的机理研究
电Fenton法降解甲基橙(Methyl Orange,MO)是指利用电Fenton法降解瘦肉颜料中的甲基
橙染料的废水处理技术,这种技术通过在电极之间施加电场来产生活性氧,实现对有毒物质的降解和去除。
电极之间的电场引起氢离子的迁移,形成电子活性的氢自由基(H2•),由于氢自由基具
有自由基反应的活性,并且具有显著的自由基缓冲能力,可以在单质氧(O2)水溶液中生成有毒物质自由基,例如氧化氢(· OH)和过氧化氢(H2O2),有毒物质自由基可以与
污染物发生反应,如果这些污染物包含有氧物质,例如甲基橙,则会生成更多的有毒物质,最终使污染物被氧化,达到污染物降解的目的。
电Fenton法降解的机理非常复杂,因此研究者可以采取各种方法,优化条件,以实现有
效的降解。
例如,提高电压,增加Fe2+/Fe3+的比例,降低pH,改变电极材料等。
这些
改变可以使电Fenton法更有效地降解有毒物质、有害有机物和废水中的甲基橙。
因此电Fenton 法在废水处理中应用广泛,对有毒物质的处理效果良好。
电Fenton法降解
甲基橙的机理主要是使电解质和Fe2+、Fe3+通过电场反应,释放出氧化性自由基,形成
自由基反应的聚合物和有机氧化产物,从而实现废水中染料有效的降解去除。
Fenton降解甲基橙的实验研究的开题报告
可见光/Fenton降解甲基橙的实验研究的开题报告一、研究背景甲基橙是一种常见的工业染料,由于生产和排放等过程中的不当处理,导致经常出现水体污染,对环境和生态系统造成严重影响。
因此,寻找一种高效、经济、环保的处理方法亟待解决。
可见光/Fenton降解是一种在可见光激发下,利用过渡金属催化剂使过氧化氢降解有机物的方法,具有高效、可控、低成本等优点,被广泛应用于有机物废水的处理中。
二、研究目的本研究旨在探究可见光/Fenton方法对甲基橙的降解效果,明确最佳反应条件及机制,为实现高效降解甲基橙提供理论和实践基础。
三、研究内容和方法(一)实验内容1、探究可见光/Fenton降解甲基橙的最佳反应条件:包括H2O2和Fe2+的最佳质量浓度、可见光照射时间、反应温度、pH值等。
2、研究可见光/Fenton对甲基橙降解机理:利用UV-Vis、TOC等方法对反应产物进行定量分析,确定反应途径和降解产物的种类和量。
(二)实验方法1、实验装置的搭建:采用自行搭建的可见光反应装置,包括石英玻璃反应器、紫外灯、磁力搅拌器、气象计等设备。
2、实验步骤:将一定质量浓度的H2O2和Fe2+加入甲基橙溶液中,设置不同条件下的反应器进行催化反应,即实现可见光/Fenton降解甲基橙。
(三)实验设计1、实验变量:H2O2和Fe2+的质量浓度、可见光照射时间、反应温度、pH值。
2、实验对照:对照组采用同样条件下,未添加氢氧化物或未使用可见光的实验进行比较。
四、预期结果本研究结果将确定可见光/Fenton方法对甲基橙的降解程度,明确反应机理和产物种类,为进一步深入研究和应用可见光/Fenton降解甲基橙提供基础数据和理论支撑。
同时,这也将推动我国环保技术的发展和应用。
芬顿氧化法降解水溶液中甲基橙的研究
2.2 方 法
称 取 甲基 橙 试 剂 ,配 成 100 mg/L 的 储 备 液 ,在 冰
箱 中避 光 保 存 。取 一 定 体 积 的 甲基 橙 溶 液 ,加 人 不 同浓 度 的 Fe(Ⅱ),用 HC1或 NaOH 调 节 溶 液 所 需 要 的 pH
值 ,加 入 H 0 启 动 反 应 ,并 开 始 计 时 ,在 固 定 时 间 取 出 水 样 快 速 分 析 。 甲基 橙 溶 液 浓 度 采 用 分 光 光 度 计 在 波
利 于 Fenton体 系 中甲 基 橙 的降 解 ,但 影 响 并 不 显 著 。结 果 可 为 利 用芬 顿 体 系 处 理 含 甲基 橙 的 印 染 废 水 提
供 理 论 依 据 。
关 键 词 :芬 顿 ;甲基 橙 ;降 解
中 图 分 类 号 :X703
文 献 标 识 码 :A
文 章 编 号 :1674—9944(2018)8-0061—03
2 材 料 与 方 法
2.1 仪 器 及 试 剂 主 要 仪 器 有 :722光 栅 分 光 光 度 计 (上 海 分 析 仪 器
厂 ),PHS 25型 酸 度 计 (上 海 雷 磁 仪 器 厂 ),电 热 恒 温 鼓 风 干 燥 箱 DHG一 9246A (上 海 精 宏 实 验 设 备 有 限 公 司 ),DF一 101s集 热 式 磁 力 加 热 搅 拌 器 (大 连 科 锐 生 物 工 程 有 限公 司 );主 要 试 剂 有 甲基 橙 、过 氧 化 氢 (H。O , 质 量 分数 30 )、硫 酸 亚 铁 铵 、氯 化 氢 、氢 氧 化 钠 ,均 为 分 析 纯 。实 验 中 均 用 超 纯 水 (18.2 MQ ·cm)配 制 溶 液 和进 行 反应 。
活性碳纤维电芬顿降解苯酚废水的方法
活性碳纤维电芬顿降解苯酚废水的方法电催化氧化技术具有处理效率高、操作简便、环境友好等特点,是一种应用前景良好的有机废水处理技术[1,2]. 阳极催化材料的研究近年来备受关注[3,4],然而,阴极材料由于电流效率及催化性能较低等原因,其在催化反应中的作用往往考虑较少,使得电催化氧化处理难降解有机废水的能耗和成本增加,工业应用受到限制[5,6].活性碳纤维(ACF)是20世纪70年代发展起来的新型炭质吸附材料,具有独特的物理化学结构[7,8]. 活性碳纤维的比表面积大,微孔丰富,能有效吸附有机物和阴阳离子,且吸、脱附速度较快,可再生循环使用,同时耐酸碱、耐高温,具有良好的导电性和化学稳定性,是一种比较理想的阴极电催化材料[9, 10, 11]. 此外,活性碳纤维表面有一系列含氧官能团,如羟基、羰基、胺基、羧基、磺酸基等[12],这些官能团一部分呈酸性,一部分呈碱性,使得活性碳纤维对某些物质具有更好的吸附能力,且物质被吸附至活性碳纤维后能均匀分布在其表面,分散能力良好. 同时由于一些官能团具有氧化还原性,使得活性碳纤维呈现出氧化还原特性. 活性碳纤维表面官能团的种类、数量会影响其吸附和催化性能,因此,一些研究者通过改性的方法来有效挖掘活性碳纤维的潜力. 目前活性碳纤维表面改性的技术主要包括化学溶液浸渍法[13, 14, 15]、高温热处理法[16]、微波处理法[17, 18, 19]等.为了考察活性碳纤维经改性后的催化性能,本研究分别以微波、硝酸、磷酸、氨水改性活性碳纤维,并采用电芬顿催化氧化技术和活性碳纤维吸附作用相结合的方法,以苯酚模拟废水为对象,研究以改性活性碳纤维作为阴极时,模拟废水中苯酚和COD的去除率,比较不同改性方法对污染物去除的影响,同时对苯酚降解的中间产物进行探究,以提高难降解有机废水的处理效率,降低废水处理成本.1 材料与方法1.1 改性活性碳纤维的制备试验装置(1)ACF的预处理将ACF用蒸馏水冲洗干净后在蒸馏水中浸泡8 h,然后在105℃的烘箱中干燥8 h,之后置于样品袋中保存,记为ACF-0.(2)ACF的微波活化处理将经过预处理的ACF放入100 mL烧杯中,加入适量蒸馏水使其湿润,然后放入功率为700 W的微波炉中,开启微波炉,在空气中低火处理2 min,取出后放入105℃的烘箱中干燥10 h,装入样品袋中标记ACF-1备用.(3)ACF的酸碱活化处理将经过预处理的ACF放入100 mL烧杯中,缓慢加入10 mL HNO3(10.5 mol ·L-1),放入60℃的水浴中加热6 h,取出后水洗至中性,放入105℃的烘箱中干燥10 h,装入样品袋中标记ACF-2备用.H3PO4、氨水改性活性碳纤维的方法与HNO3改性活性碳纤维的方法相似,将改性过程中的HNO3(10.5 mol ·L-1)分别换为 H3PO4(8.9 mol ·L-1)和 NH3 ·H2O(13.7 mol ·L-1),经H3PO4和氨水改性的活性碳纤维分别记为ACF-3和ACF-4. 1.2 改性对活性碳纤维吸附性能及电催化活性的影响试验试验以苯酚溶液为吸附对象,采用静态吸附法对改性活性碳纤维的吸附性能进行考察. 将一定量200 mg ·L-1苯酚溶液分别加入到5个锥形瓶中,再分别放入未改性及经微波、HNO3、 H3PO4、氨水改性的活性碳纤维,将锥形瓶口密封置于恒温水浴振荡器(20℃,150 r ·min-1)中,在反应进行的第10、 30、 60、 90及120 min定时取水样,测定COD值及苯酚浓度.改性活性碳纤维的电催化活性通过改性前后过氧化氢产生量的变化予以说明. 试验采用钛-二氧化钌网(10 cm×5 cm)为阳极,不同活性碳纤维(10 cm×8 cm)为阴极,用磁力搅拌器在一定速率下恒定搅拌,由直流稳压稳流电源控制反应电压,通过微孔曝气向反应装置中提供氧气,反应过程中保持温度恒定,在反应进行的第10、 30、 60、 90及120 min定时取水样,测定H2O2浓度. 1.3 改性活性碳纤维电芬顿降解苯酚试验试验以苯酚为目标污染物,配制200 mg ·L-1模拟废水400 mL,加入一定量5 g ·L-1 Na2SO4为电解质,并加入适量Fe2+,调节体系初始pH至3.0,以钛-二氧化钌网(10 cm×5 cm)为阳极,所制备的活性碳纤维(10 cm×8 cm)为阴极,开启磁力搅拌器在一定速率下恒定搅拌,打开电源,保持电压稳定,通过微孔曝气向反应装置中提供氧气,反应过程中保持温度恒定,在反应进行的第10、 30、 60、 90及120 min定时取水样,测定COD值、苯酚浓度及其中间产物. 1.4 分析方法(1) H2O2测定方法采用草酸钛钾比色法,取水样2 mL,依次加入4 mL 3 mol ·L-1 H2SO4和4 mL 0.05 mol ·L-1 K2TiO(C2O4)2,摇匀,静置10 min后,用UV-2450在400 nm处测定其吸光度值. 根据标准曲线求得H2O2质量浓度.(2) COD测定方法采用COD快速测定法. 在装有水样的消解管中依次加入1 mL K2Cr2O7和3 mLH2SO4-Ag2SO4溶液,摇匀,150℃条件下消解20 min. 冷却后,用COD测定仪在波长为620 nm时测定其吸光度,根据COD标准曲线求得水样的COD值.(3)苯酚及其中间产物的测定方法苯酚及其中间产物的测定采用高效液相色谱仪(HPLC,Agilent 1200),色谱柱采用Diamonsil C18反相柱(150 mm×4.6 mm,5 μm),流动相为甲醇∶水=3 ∶7,流速为1mL ·min-1,检测波长为254 nm,柱温25℃,进样量20 μL. 2 结果与讨论 2.1 改性对活性碳纤维吸附性能及电催化活性的影响为了检测活性碳纤维改性前后的吸附性能,试验考察了ACF-0、 ACF-1、 ACF-2、 ACF-3及ACF-4在不通电的情况下吸附苯酚的能力. 图 1(a)为不同活性碳纤维吸附体系中的苯酚去除率随时间变化的曲线,从中可知,随着反应进行,在5个体系中,苯酚去除率的变化趋势一致,反应10 min内,苯酚去除率增加迅速,随后增加减缓趋于稳定. 5种活性碳纤维吸附苯酚性能为:ACF-1>ACF-0>ACF-4>ACF-3>ACF-2.只有经微波改性的活性碳纤维的吸附能力优于未改性的活性碳纤维,而经硝酸、磷酸及氨水改性的活性碳纤维的吸附性能没有提升,反而下降. 这可能是由于,微波改性能有效清除活性碳纤维孔道内的杂质,同时有利于活性碳纤维表面积、孔结构与活性位数的改变,从而增强其对苯酚的吸附作用[20]. 而硝酸为强氧化剂,其强氧化改性会使活性碳纤维的微孔结构遭破坏,过渡孔增多,同时在活性碳纤维表面引入具有亲水性的含氧基团,降低了对苯酚的吸附性能[21]. 磷酸和氨水分别属于中强和弱碱酸,虽然也会对活性碳纤维的微孔结构造成破坏,但较硝酸的破坏能力小,因此经磷酸和氨水改性的活性碳纤维对苯酚的吸附性能虽较改性前有所下降,但优于经硝酸改性的活性碳纤维[22]. COD去除率随时间变化的曲线趋势与苯酚去除率一致,且两者的去除率在不同反应时间内几乎相同,这说明在没有电作用的条件下,对COD的去除做贡献的仅在于苯酚的吸附去除.图 1 不同活性碳纤维改性方法在不通电时对苯酚去除率及COD去除率的影响改性活性碳纤维的电催化活性通过改性前后过氧化氢产生量的变化予以说明,试验结果如图 2所示. 从中可以看出,以经微波、硝酸和氨水改性的活性碳纤维为阴极时,H2O2的产生量均在反应进行60 min时达到最大,分别为57.4、 40.2和52.3 mg ·L-1,随后逐渐减小; 未改性活性碳纤维的H2O2产生量在90 min达到最大值34.1 mg ·L-1; 经磷酸改性的活性碳纤维的H2O2产生量随着反应时间的增加而增加,在120 min时达到46.7 mg ·L-1. 由此可见,在相同的反应时间里,H2O2的产生量依次是:ACF-1>ACF-4>ACF-3>ACF-2>ACF-0.以改性活性碳纤维为阴极时的H2O2产生量均高于以未改性活性碳纤维为阴极的,经微波改性的改性活性碳纤维的H2O2产生量约为未改性活性碳纤维的2倍. 这说明,无论是微波改性还是酸碱改性,都能在一定程度上提升活性碳纤维的电催化活性,且经微波改性的改性活性碳纤维电催化活性最优.图 2 不同活性碳纤维改性方法对H2O2产生量的影响2.2 改性对活性碳纤维电芬顿降解苯酚的影响根据2.1节试验结果,活性碳纤维经微波改性后的吸附性能和电催化活性均有所提升,然而,经酸碱改性的活性碳纤维的电催化活性虽然也有增强,但其吸附能力反而下降. 为了进一步考察改性活性碳纤维的性能,本研究以苯酚为目标污染物,加入适量电解质 Na2SO4和Fe2+,调节体系初始pH至3.0,以钛-二氧化钌网为阳极,制备的活性碳纤维为阴极,进行电芬顿降解苯酚试验.图 3(a)为电芬顿作用下,不同活性碳纤维为阴极时,苯酚去除率随时间的变化曲线. 可以看出,以未改性活性碳纤维为阴极时,苯酚的去除率随着时间的增加而增加,反应进行的10 min内,苯酚的去除率增加迅速,之后减缓趋于稳定. 以经改性的活性碳纤维为阴极时,苯酚的去除趋势与此相同. 这可能是由于反应的初始阶段,活性碳的吸附作用起主导作用,随着吸附逐渐趋于饱和,催化降解作用开始占优势,使得苯酚去除率的增幅变缓. 此外,ACF-1、 ACF-2、 ACF-3和ACF-4体系中的苯酚去除率均优于ACF-0体系,进一步说明微波及酸碱改性有利于提高活性碳纤维的催化性能. 苯酚在各体系中的去除率大小依次是:ACF-1>ACF-3>ACF-4>ACF-2>ACF-0.经氨水改性的活性碳纤维的吸附性能及该体系中的H2O2产生量虽然都高于经磷酸改性的活性碳纤维的,但其电芬顿去除苯酚的效率却低于后者. 这可能是因为,氨水改性活性碳纤维可以为其表面引入含氮官能基团,增强催化活性,但是氨水作为弱碱,会使活性碳纤维表面呈碱性,根据相关研究和本试验的研究表明,活性碳纤维作为阴极电催化处理苯酚,在相同的条件下,pH为3.0时苯酚去除率最大,表面呈碱性的活性碳纤维会影响苯酚的去除效果.图 3 不同活性碳纤维改性方法对电芬顿降解苯酚时苯酚去除率及COD去除率的影响试验除了考察改性对活性碳纤维电芬顿去除苯酚的影响以外,同时对苯酚废水COD去除率进行了研究,结果如图 3(b)所示. 不同反应体系中,COD去除率与苯酚去除率的趋势相同,但反应相同时间,COD去除率均低于苯酚去除率,这说明,以活性碳纤维为阴极电芬顿处理苯酚,除部分苯酚被吸附直接去除外,还有一部分被氧化生成中间产物,由于中间产物的COD贡献率,使得COD去除率低于苯酚去除率.为了进一步探究改性活性碳纤维电芬顿降解苯酚的机制,研究进行了以下试验:反应体系中不加Fe2+,其他条件均与电芬顿降解苯酚试验相同. 苯酚去除率及COD去除率随时间的变化曲线如图 4所示,在不添加Fe2+的试验条件下,苯酚在各体系中的去除率大小依次是:ACF-1>ACF-0>ACF-3>ACF-4>ACF-2,COD去除率大小依次是:ACF-0>ACF-1>ACF-4>ACF-3>ACF-2.可见,仅ACF-1体系中的苯酚去除率优于ACF-0体系,而且改性后活性碳纤维的COD去除率均低于未改性的活性碳纤维. 虽然活性碳纤维的改性有利于在阴极还原产生H2O2,但H2O2本身氧化能力并不强,在不添加Fe2+作为催化剂的情况下,改性活性碳纤维系统的优势难以体现,只有形成电芬顿体系,使H2O2转化为具有极强氧化能力的羟基自由基(HO ·)[23],才能有利于苯酚的降解和COD的去除.图 4 无Fe2+存在条件下苯酚去除率及COD去除率随时间变化曲线2.3 改性活性碳纤维电芬顿降解苯酚中间产物分析为了探究改性活性碳纤维对苯酚电芬顿降解中间产物的影响,试验中采用高效液相色谱法对其中间产物进行分析. 表 1为各种标准物质的高效液相色谱图保留时间.表 1 标准物质的高效液相色谱图保留时间1)苯酚在电芬顿降解过程中会产生小分子中间产物,通过测定以不同活性碳纤维为阴极时的苯酚水样发现,不同的改性方法对苯酚中间产物的产生存在一定影响. 表 2为苯酚电芬顿降解60 min后的中间产物. 可以看出,以不同活性碳纤维为阴极时,苯酚降解过程中均产生了苯醌; 除经微波改性的活性碳纤维反应体系,其他体系中还生成了乙二酸; 此外,以经氨水改性的活性碳纤维为阴极时,苯酚降解过程中还产生了对苯二酚. 可以看出,苯酚在电芬顿降解过程中产生的中间产物也在一定程度上受到了改性方法的影响. 在反应过程中,苯酚降解产生苯醌或对苯二酚,而对苯二酚可进一步转化为苯醌,在强氧化作用下,苯醌开环生成乙二酸等有机酸,并最终被矿化为CO2和H2O[24,25]. 这些反应步骤都是同时进行的. 在本研究中,由于不同的改性方法对活性碳纤维表面活性产生了不同的影响,导致活性碳纤维经改性后的催化活性有强弱之分. ACF-2中检测不到对苯二酚和乙二酸的存在,这是因为ACF-2具有强氧化性,经苯酚降解得到的对苯二酚会立即被进一步氧化为苯醌,同样,乙二酸在生成后也会立即被矿化为CO2和H2 O. ACF-0、ACF-2及ACF-3的氧化性能次之,其氧化能力能使对苯二酚在生成的同时被降解,而不足以在瞬间氧化乙二酸,故ACF-0、ACF-2及ACF-3中能检测到乙二酸. ACF-4的氧化活性相对缓和,故能检测到多种中间产物.具体参见污水宝商城资料或更多相关技术文档。
应用修饰碳电极电芬顿法降解纤维素的研究
应用修饰碳电极电芬顿法降解纤维素的研究本文以2-乙基蒽醌修饰的石墨/聚四氟乙烯电极作为阴极,碳棒作为阳极,
持续向阴极鼓入空气,电化学还原氧气得到过氧化氢,再与外加的二价铁离子组成循环电芬顿体系,并利用电芬顿反应产生的羟基自由基降解纤维素。
考察了电极材料、电解电位、氯化亚铁加量和反应时间等因素对纤维素降解的影响,纤维素的结晶度变化由X射线衍射法分析,纤维素的聚合度则以铜乙二胺溶液为溶剂通过粘度法测定。
在浓度为3.7%的盐酸溶液中, 2-乙基蒽醌含量为0和5%的碳修饰电极分别作为阴极,恒电势-1.2V (VS. SEC)电解30分钟后溶液中过氧化氢的累积量对应分别是6 mg/L和23mg/L。
证明石墨/聚四氟乙烯电极掺杂质量分数为5%的2-乙基蒽醌后,其电化学还原氧气制备过氧化氢的能力显著增强。
修饰电极电解持续产生的过氧化氢与电循环产生的Fe<sup>2+</sup>离子
组成循环电芬顿试剂,持续产生的羟基自由基能够有效破坏纤维素分子间或分子内的氢键结构,断裂β1,4糖苷键,造成纤维素解聚为低聚物和可溶性糖,单糖进一步脱水反应获得5-羟甲基糠醛。
由1 mol/L盐酸和0.4 g氯化亚铁组成的100 mL溶液中,在电解电势为-1.2 V (vs.SEC)下,电化学降解反应4小时,纤维素的结晶度降低了33.6%,纤维素的解聚率达到85.8%,降解产物中可溶性糖的产率为10.2%, 5-羟甲基糠醛的摩尔产率为5.6%。
电Fenton法降解甲基橙的机理研究
成对苯二酚 、 苯醌 等 小 分 子 物 质 , 至 最 终 氧 化 成 C 和 H。 甚 Oz 0。 关 键 词 : 电 F no e tn法 ; 甲基 橙 ; 外 一 见 光 谱 ; 效 液 相 色 谱 ; 解 机 理 紫 可 高 降 中图 分 类 号 : 7 3 1 X 0 . 文献标识码 : A 文 章 编 号 :6 11 5 (0 1 0—0 70 1 7 -5 62 1) 50 3 -5
s a c s Th n ・0H ta k d t e a o tc rn , h s la i g t o e h d o y a e e i a i e u h a y tn e . e a t c e h r ma i i g t u e d n o s m y r x lt d d rv tv s s c s b - d o u n n , e z q i 0 e a d S n, ih a a two l e m i e a ie n o CO2a d H 2 r q i o e b n o u n n n O o wh c t l s u d b n r l d i t z n O.
Ke r s:e e t o Fe o t d; e hylo a e; y wo d l c r — nt n me ho m t r ng UV_ s s c r H PLC; e r d to e ha im Vi pe t a; d g a a in m c ns
芬顿氧化法降解水溶液中甲基橙的研究
芬顿氧化法降解水溶液中甲基橙的研究作者:孟宁欧晓霞秦雷云何雪平崔子硕王驭晗来源:《绿色科技》2018年第08期摘要:进行了芬顿体系催化氧化降解染料甲基橙水溶液的研究,考察了pH值、Fe2+和H2O2投加量、温度等因素在对甲基橙降解率的影响。
结果表明:在室温20℃下,pH=3.0、[Fe2+]。
=0.4 mmol/L[H2O)2]。
=1.2 mmol/L的条件下,反应30 min后,甲基橙水溶液(30 mg/L)的降解率达到90%。
升高反应温度,有利于Fenton体系中甲基橙的降解,但影响并不显著。
结果可为利用芬顿体系处理含甲基橙的印染废水提供理论依据。
关键词:芬顿;甲基橙;降解中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1674-9944(2018)8-0061-031 引言印染纺织工业排放的大量废水,组成多变,因含有大量的染料造成了对环境的严重污染,降低水的透明度和阳光的穿透深度,从而影响自然水体的光合作用活性和溶解氧量。
其中,偶氮染料废水色度高、有机组分复杂、化学性质稳定、微生物降解难,是较难治理的有机废水[1]。
目前印染废水不能达标排放,往往是色度因素[2],因此印染废水的脱色是印染行业的主要环保问题。
高级氧化技术基丁羟基自由基·OH(标准氧化还原电位为2.8 V)的强氧化性,被认为是处理难降解有机废水有发展前景的方法;其中芬顿( Fenton)氧化法具有操作过程简单、反应物易得、无需复杂设备且对环境友好等优点,在印染[2,3]、制革[4]、制药[6]等废水的预处理和深度处理过程中得到了较为广泛的研究和应用。
甲基橙(methyl orange,MO)是染料废水中较难降解的一种偶氮类化合物,已有报道利用含铁的柱撑膨润土[6]、FeVO4[7]等光催化剂降解甲基橙溶液。
本文以甲基橙溶液为模拟偶氮染料废水,着重考察Fenton法对MO脱色的工艺性能及其主要影响因素。
2 材料与方法2.1 仪器及试剂主要仪器有:722光栅分光光度计(上海分析仪器厂),PHS 25型酸度计(上海雷磁仪器厂),电热恒温鼓风干燥箱DHG - 9246A(上海精宏实验设备有限公司),DF- 101S集热式磁力加热搅拌器(大连科锐牛物工程有限公司);主要试剂有甲基橙、过氧化氢(H2O2,质量分数30%)、硫酸亚铁铵、氯化氢、氢氧化钠,均为分析纯。
Fenton 法应用于甲基橙废水脱色研究
Fenton 法应用于甲基橙废水脱色研究摘要:随着经济的飞速发展,城市化进程的影响,人们的生活水平得到了极大的提升,但随之而来的是不同程度的环境污染,污水就是其中之一。
因此污水处理的研究方法便成为水处理过程的重中之重。
高级氧化技术是近年来应用到废水处理领域的新技术之一,正成为研究的热点。
其中Fenton试剂氧化处理染料废水取得了良好的效果,其具有降解条件温和、反应速度快、不会产生二次污染和适用范围广等优点。
而甲基橙作为一种较难降解的有机苯环偶氮染料,研究其降解性能对其他染料废水体系的降解研究具有普遍参考价值。
本实验通过研究Fenton试剂降解甲基橙过程中的双氧水的量、七水合硫酸亚铁的量、甲基橙废水浓度和反应体系pH值对甲基橙脱色的影响,确定其最佳降解工艺条件为:当甲基橙废水浓度为20mg/L、pH值为3、七水合硫酸亚铁浓度为0.3g/L、双氧水为0.2ml时,脱色率达到最大值(98.28%)。
关键词:Fenton试剂;甲基橙;脱色率引言随着我国工业的迅速发展,印染等行业产生的染料废水,已经成为环境污染的重要来源。
染料废水不易降解,若直接排放入水体,将会对环境以及人体健康造成危害。
据统计目前所使用的染料中有超过50%是属于偶氮染料[1]。
这类染料具有化学性质稳定、有机毒物含量高、色度深、难降解等特点。
因此,对水中的染料类物质的降解已成为亟待解决的问题。
1染料的分类和性质1)纺织纤维的染色和印花需要用到多种染料,按照应用性能染料可以分为以下几种:(l)、直接染料:大部分是含磺酸基的偶氮染料,可以溶于水,分子中含有直线型共扼双键长链,连同芳核在内的整个分子都处于一个平面。
对纤维具有较强的亲和力(主要是由于氢键和范德华力),可在弱碱性或中性溶液中直接上染纤维。
(2)、酸性染料:染料分子中大部分含有磺酸基、梭基等酸性集团,通常以水溶性钠盐的形式存在,易溶于水。
(3)、阳离子染料:又称为碱性染料或盐基染料,可溶于水,染料分子中发色系统带有正电荷。
铁碳微电解与Fenton试剂法耦合去除甲基橙
铁碳微电解与Fenton试剂法耦合去除甲基橙邓景衡;罗丽莹;易诚;罗远来【摘要】采用铁炭微电解与Fenton试剂氧化相结合的方法处理甲基橙模拟废水,考察铁碳微电解法对甲基橙去除的影响以及铁碳微电解法与Fenton试剂法联用对甲基橙溶液的去除效果.试验结果表明:铁碳微电解过程中,当pH值为3~4、电解时间为40 min时,铁碳微电解的去除效果最好;经铁碳微电解预处理的甲基橙溶液进一步进行芬顿试剂氧化过程,当pH值为3、0.3%H2 O2为3 mL、0.1%FeSO4为4 mL条件下时,去除效率可达98%.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2019(047)005【总页数】3页(P75-77)【关键词】铁碳微电解;芬顿试剂法;甲基橙溶液;去除效率【作者】邓景衡;罗丽莹;易诚;罗远来【作者单位】生物资源保护与利用衡阳市重点实验室, 畜禽养殖生物工程技术研究所,衡阳师范学院生命科学与环境学院, 湖南衡阳 421008;生物资源保护与利用衡阳市重点实验室, 畜禽养殖生物工程技术研究所,衡阳师范学院生命科学与环境学院, 湖南衡阳 421008;生物资源保护与利用衡阳市重点实验室, 畜禽养殖生物工程技术研究所,衡阳师范学院生命科学与环境学院, 湖南衡阳 421008;生物资源保护与利用衡阳市重点实验室, 畜禽养殖生物工程技术研究所,衡阳师范学院生命科学与环境学院, 湖南衡阳 421008【正文语种】中文【中图分类】X506染料行业的废水往往组成成分复杂、水量大而色度高,使得处理难度大极具挑战性[1-2]。
随着新工艺、新原料、新染料、新助染剂的不断开发和应用[3],使得生产过程中排放的水中污染物变得越来越复杂,处理难度越来越大,使得单一方法很难达到水质排放标准。
目前,在印染废水处理过程中,主要方法包括浮选、膜分离、吸附、埋藏、焚烧等5项重要技术[4]。
铁碳微电解自发形成原电池,发生氧化还原反应,氧化有机物,同时部分溶解的二价铁离子具有混凝作用[5-7]。
天然铁电气石fenton反应降解甲基橙效能和机理研究
作者:李艳
学位授予单位:哈尔滨理工大学
引用本文格式:李艳天然铁电气石Fenton反应降解甲基橙的效能与机理研究[学位论文]硕士 2012
电Fenton法降解甲基橙的机理研究
电Fenton法降解甲基橙的机理研究汤茜;王艳华;迟赫【摘要】本文采用紫外—可见光谱和高效液相色谱对电Fenton法降解模拟偶氮染料甲基橙的降解过程及其机理进行了试验研究,结果表明:电Fenton法降解甲基橙存在偶氮式降解和醌式降解两个复杂的降解历程,甲基橙偶氮基团的未成对电子先与反应体相中的·OH结合,分解为多种芳香类物质,接着·OH进一步进攻苯环大π键,生成对苯二酚、苯醌等小分子物质,甚至最终氧化成CO2和H2O.【期刊名称】《安全与环境工程》【年(卷),期】2011(018)005【总页数】5页(P37-41)【关键词】电Fenton法;甲基橙;紫外-可见光谱;高效液相色谱;降解机理【作者】汤茜;王艳华;迟赫【作者单位】吉林师范大学环境工程学院,吉林四平136000;中交第一公路勘察设计研究院有限公司,西安710086;吉林师范大学环境工程学院,吉林四平136000【正文语种】中文【中图分类】X703.120世纪80年代以来,高级氧化技术引起了世界各国环境科技界的广泛重视。
它的特点是通过物理或化学手段产生氧化能力很强的活性自由基,这些自由基能够有效分解有机污染物,甚至彻底地将有机污染物氧化分解为二氧化碳、水和矿物盐等无害无机物,不会产生新的污染[1,2]。
电Fenton法作为高级氧化技术之一,可用于降解染料废水,但目前对其氧化降解过程及降解机理的研究缺乏详细的报道[3,5]。
为此,笔者以甲基橙溶液作为研究对象,通过试验对电Fenton法解解甲基橙的降解过程进行了定性分析,以探讨其降解机理。
1.1 试验试剂与仪器试验试剂有:甲基橙(分析纯,上海试剂三厂);硫酸亚铁(FeSO4·7 H2O)(分析纯,沈阳市新化试剂厂);无水硫酸钠(分析纯,沈阳市华东试剂厂);浓硫酸(分析纯,葫芦岛市化学试剂厂);氢氧化钠(分析纯,沈阳化学试剂厂);甲醇(色谱纯,天津四友生物医学技术有限公司)。
Fenton试剂在催化降解有机污染物中的应用及研究进展[文献综述]
文献综述Fenton试剂在催化降解有机污染物中的应用及研究进展前言高级氧化技术被广泛应用于处理难降解有机工业废水。
与其他高级氧化技术相比,Fenton氧化技术具有快速高效、可产生絮凝、设备简单、成本低、技术要求不高等优点,在工业废水处理研究中应用较为广泛。
Fenton试剂是Fe2+和H2O2的结合,二者反应生成具有高反应活性和很强氧化能力的羟基自由基•OH,•OH 无选择性,能与大多数有机物作用使其降解以至矿化。
随着环境科学技术的发展,近三十年来,Fenton法派生出许多分支,如光–Fenton法、电–Fenton 法、超声–Fenton法等。
因此,从广义上讲可以把除普通Fenton法外,其余的通过H2O2产生羟基自由基处理有机物的技术称为类Fenton试剂法。
虽然Fenton试剂在处理难生物降解或一般化学氧化难以奏效的有机废水时有其它方法无法比拟的优点,但是单独使用Fenton试剂处理废水成本会很高。
所以近年来,Fenton试剂与其它技术(如生物法、絮凝法、吸附法等)联合处理废水也得到了广泛的研究和应用。
从发展历程来看,Fenton法基本上是沿着光化学、电化学以及和其它方法联用的3条路线向前发展的。
1 Fenton试剂氧化机理经典Fenton试剂是法国科学家Fenton[1]于1894 年发现的:在酸性条件下,H2O2在Fe2+离子催化作用下可有效地将酒石酸氧化。
1964年Eisenhouser[2]首次使用Fenton试剂处理苯酚及烷基苯废水,开创了Fenton试剂在环境污染物处理中应用的先例。
经典Fenton试剂在水处理中作用主要包括对有机物氧化和混凝两种作用。
1.1 自由基生成及氧化原理:Fenton试剂之所以具有很强氧化能力,是因为H2O2被Fe2+催化分解生成羟基自由基(•OH),并引发产生更多的其它自由基。
其详细反应机理如下:Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + OHˉ+ •OH k1=76 L• (mol /L• s)-1(1) Fe3+ + H2O2 → Fe2+ + HO2• + H+ k2 = 0.002~0.01 L• (mol/ L• s)-1(2) Fe2+ + •OH → Fe3+ + OHˉ k3=3×108 L• (mol/ L• s)-1(3) Fe3+ + HO2•→ Fe2+ +O2+ H+k4﹤2×103 L• (mol /L• s)-1(4)•OH + H2O2→ H2O + HO2•k5=2.7×107 L• (mol /L• s)-1(5) Fe2++ HO2•→ Fe3++ HO2k6=1.2×106 L• (mol /L• s)-1(6) 反应所生成的•OH具有较高的电负性或电子亲和能,它能够通过夺取有机污染物分子中的H 原子、填充未饱和的C—C 键等反应途径使各种有机污染物结构发生碳链断裂而迅速降解。
芬顿氧化法降解水溶液中甲基橙的研究
芬顿氧化法降解水溶液中甲基橙的研究孟宁;欧晓霞;秦雷云;何雪平;崔子硕;王驭晗【期刊名称】《绿色科技》【年(卷),期】2018(0)8【摘要】进行了芬顿体系催化氧化降解染料甲基橙水溶液的研究,考察了pH值、Fe2+和H2 O2投加量、温度等因素在对甲基橙降解率的影响.结果表明:在室温20℃下,pH=3.0、[Fe2+]0=0.4 mmol/L、[H2 O2]0=1.2 mmol/L的条件下,反应30 min后,甲基橙水溶液(30 mg/L)的降解率达到90%.升高反应温度,有利于Fenton体系中甲基橙的降解,但影响并不显著.结果可为利用芬顿体系处理含甲基橙的印染废水提供理论依据.【总页数】3页(P61-63)【作者】孟宁;欧晓霞;秦雷云;何雪平;崔子硕;王驭晗【作者单位】大连民族大学环境与资源学院,辽宁大连116600;大连民族大学环境与资源学院,辽宁大连116600;大连民族大学环境与资源学院,辽宁大连116600;大连民族大学环境与资源学院,辽宁大连116600;大连民族大学环境与资源学院,辽宁大连116600;大连民族大学环境与资源学院,辽宁大连116600【正文语种】中文【中图分类】X703【相关文献】1.超声化学降解水溶液中甲基橙的研究 [J], 张思华;王亚明;杨晓霞2.水溶液中甲基橙的超声化学降解动力学研究 [J], 王西奎;陈贯虹3.水溶液中甲基橙的超声化学降解动力学研究 [J], 王西奎;陈贯虹;国伟林4.碳毡电极电芬顿降解甲基橙研究 [J], 陈孖瑜; 施毅君; 陈日耀; 金延超; 郑曦; 陈晓5.钛白副产硫酸亚铁光芬顿氧化降解甲基橙的研究 [J], 舒弋芮;张攀;王玮;向恒立;任根宽;许德华;张志业;杨秀山因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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p H值为 3 电压为 8V、 、 硫酸亚铁的浓度为 02mm lL 反应 时间为 6 i . o 、 / 0mn时脱 色率可达 到 9 .2 , 8 1% 并且 甲基橙氧 化降解遵循 一级 反应动力学 。
关 键词 : Fn n活性炭纤维; 电 et ; o 甲基橙 ; 降解
中图分类 号 :73 X 0
图 3 电 压 对 甲基 橙 脱 色 率 的 影 响
2 2 降解 甲基橙 的影 晌因 素 .
2 2 1 溶液 p .. H值对 甲基橙降解 的影 响 对 于电催 化氧化实验来讲 , 溶液的初始 p H值 对染料 的降解 率有很大 的影 响 。研究 表 明 , 甲基橙水 溶 液具 有酸 碱指示 剂 的典型特征 , 其分子结 构与颜 色均 随水溶 液 的 p H值 而 变化 : 在 酸性条件下 ( H< ) p 3 条件下 为醌式结 构 , 液外 观呈 红色 ; 溶 在碱
图 3所示 。
2 结 果 与 讨 论
2 1 表征 结 果分 析 .
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图 1 A F的 S M 照 片 C E
从 图 1 以看 到 , C 可 A F表 面光 滑 平 整 , 有丰 富 的微 孔 结 具 构, 且孔径很窄 , 直接 暴露 于纤 维的 表面 , 这可 以有 效 的增 大与 氧 气 的接 触 面 积 , 进 H O 促 的 生 成 。
1 实验 部分
1 1 试剂 与仪 器 .
重 铬 酸 钾 、 水 硫 酸 亚 铁 、 水 硫 酸 钠 、 丙 醇 , 有 试 剂 均 七 无 异 所 为 分 析 纯 , 有 溶 液 均 用 去 离 子 水 配 制 。石 墨 电极 、 所 活性 炭 纤 维
化法 , 电化学氧化 法 , 电催 化氧化 等。和其 它处 理 方法 相 比, 光 电催 化氧化法使用设备体积小 、 不产 生二次污染 、 有机 污染物 能 够被彻底 矿化 , 因而受 到人 们高度 关 注 J 。其 中阴极 电 Fno et n 法是用电化学法产 生 H O , 2 : 作为 Fno 剂 的持续 来源 , et n试 同时
文献标 识码 : A
文章 编 号 :0 1 97 (02 0 — 06 0 10 — 67 2 1)7 07 — 4
Tr a m e fM ehy a e by Aci a e Ca b n e t nto t lOr ng tv td r o
F b r Ca h d e to— F n o e h d i e t o e Elcr . e t n M t o
a dE v o m na E g er g u e Wu a 3 0 0, hn ) n n i n e t n i ei ,H b i hn4 0 7 C ia r l n n
Absr c t a t:T t lo a g e r d to s c ri d o tb h lc r —F n o e cin whih wa o o e f he mehy r n e d g a ain wa a re u y t e ee to e tn r a to c s c mp s d o
第4 0卷第 7期
21 0 2年 4月
广
州
化
工
Vo . . 140 No 7 Ap i. rl201 2
Gu n z o e c lI du ty a g h u Ch mi a n sr
活 性 炭 纤 维 阴极 电 F no et n法 降 解 甲基 橙 的 研 究与环境 工程 学 院环境 工程 系,湖北 武 汉 407 300; 2湖北 省矿 物加 工与 环境 工程 重点 实验 室 ,湖北 武 汉 4 0 7 ) 300
摘 要 : 以石墨为阳极、 活性炭纤维( C ) A F 为阴极, et 法氧化降解甲基橙溶液。结果表明, 基橙溶液浓度为4 m lL 电Fn n o 在甲 o 、 m /
与外加的 F 作用 , e 生成具有高度活性 的羟基 自由基 , 进而氧 化
大 部 分 的 有 机 物 的 污水 处理 方 法 。 同 时 阴极 材 料 的 选 择 很 重
( C ) 自南通永通环保科技有限公 司。 AF购 紫外可见分光光度 计 ( V一15 ) 日本 岛津 公 司 ; u 70 , 扫描 电 子显微镜 ( hl sX 3 ) 菲利普公 司 ; P ip L0 , i 分光 光度 计 ( J2 0 , WF70 )
解 。定时取样 。 品经离 心分 离后 去上 清液 用紫 外可 见风 光 光 样 度计 扫描 , 在其最大吸收波长处测其 吸光 度值 。 并
图 2 溶液 p H值 对 甲基 橙 脱 色 率 的影 响
1 4 分析 方 法 .
用 去 离 子 水 配 置 不 同 浓 度 的 甲基 橙 溶 液 , 节 p 至 3左 调 H
Y NG Ho g —xa - A i h n , A n io ,.Y NG J —z e
( e at e t f n i n e t n ier g Sh o o eo r 1D p r n o E v o m n l g ei , c ol f suc m r aE n n R e
染料 、 印染行业排放 的废水具 有 成分 复杂 、 度大 、 物降 色 生 解 性 差 、 降 解 的 物 质 多 , 理 的难 度 大 的特 点 - 。 近 几 年 针 对 难 治 - J
各 种 印 染 废水 , }许 多 新 处 理 方 法 , 括 湿 式 氧 化 法 , 氧 氧 提 } { 包 臭
料
脚
馨
为 3c 向阴极 通以空气 ( m, 气体 的体 积流量为 0 1m / ) . h 。用稀
硫 酸 和 氢 氧 化 钠 溶 液调 节 溶 液 的 p H至 3左 右 , 加 入 一 定 量 的 再 硫 酸亚铁溶液 , 以硫酸钠为支持 电解 质 , 5~2 以 0V恒压 直流 电
ga ht ao ea dat ecro b r( C )cto e h eut so e htted gaai a fme y oa g rp i n d n ci a n f e A F a d .T ersl h w d ta h erd t n rt o t l rn e e v b i h s o e h
本 实 验 在 初 始 p 值 为 3 F 浓 度 为 0 2 m o L 电解 质 H 、e . m l 、 / 浓 度 为 3 m LL的条 件 下 , 定 不 同 的 电 压 ( 8V、 1V、 5m o/ 测 5V、 l 1 2 下 对 甲基 橙 的 电解 情 况 , 应 总 时 间 为 10 mn 如 5V、 V) 0 反 2 i,
一
可行性 , 并对其降解动 力学进行 了初步 的研究 。
油 、 2 0gL过硫酸铵和 1% 的硫酸 混合 液 中浸泡 1 i 在 0 / 0 5m n粗 化、 再用 1% 的 N O 0 a H冲洗数次 、 异丙 醇中浸泡 0 5h 超声 波清 . ,
通 讯 作 者 : 红 晓 ( 97一) 女 , 士 , 要从 事 电 化 学水 处 理 技 术 的研 究 。 杨 18 , 硕 主
进行 3 i 0mn脱色率 已经达 到 7 . 3 。随着 p 88 % H值 的升高 , 脱色 率出现减小的趋 势 , 直到 p H值为 6时 , 色率 减小 到5 .8 , 脱 96%
变化 幅度很小 约为 0 8 %。p .3 H值为 2时 , 液中的 H 溶 浓 度过
高, 电极表面析氢反应剧烈 , 影响 H O 的生成而使反应受 阻 , : 所 以实验选择在 p H值 为 3时进行 。 2 2 2 电压对 甲基橙降解的影响 ..
上海尤尼柯仪器有限公司 ; 酸度计 ( HS一 C , P 3 ) 上海宇 隆仪器 有 限公司 ; 高精度直 流稳 压 电源 ( S 3 0 S一 D) 深圳 安 泰信 电 A P03 3 ,
子有限公司 。
1 2 A F的预 处理 . C
A F是数 千根直径 为几微米 的单根纤维 用有机粘 接剂粘 在 C 起 的纤维束 , 同时其表面有油脂等化 学成分存 在 , 导致纤 维的 微 孑 堵 塞 , 以对 活性 炭纤 维进 行 如 下 预 处 理 :0 灼 烧 5 mn L 所 4 0o C i 去 胶 、 5 / 在 0g L的 N O 和 l LN : O 溶 液 中浸 泡 0 5h除 aH 5 aC , .
.
k n t s e uain. i e i q to c
Ke r s:e e to—fn o y wo d lcr e t n;a tv td c r n fb r c ia e abo e ;me h lo a g i t y r n e;d g a a in e rd t o
从图 2可以看出 ,H值为 3时 , p 甲基橙 的脱 色率最大 , 反应
右, 以去离子 水做参 比, 5 0n 在 1 m测 定 甲基橙 的 吸光 度。根据 反应 前后 样品 的吸光度变化求得脱 色率 , 计算公式 : 脱色率 ( )=( 一A ) A 0 % % / 0 0 X1 式中 : n A ——反应前溶液 的吸光度值 A. ——反应 t n时溶液 的吸光度值 mi