芬顿试剂实验方案--最终版

芬顿试剂实验方案--最终版

芬顿试剂氧化技术应用实验

一、实验目的：

1、探究对芬顿试剂氧化能力的影响因素

2、确定其最佳氧化条件。

二、实验原理：

由亚铁离子与过氧化氢组成的体系，称为芬顿试剂，它能生成强氧化性的羟基自由基，在水溶液中与难降解有机物生成有机自由基使之结构破坏，最终氧化分解。

芬顿反应是以亚铁离子为催化剂的一系列自由基反应。主要反应大致如下：

Fe2+ +H2O2==Fe3+ +OH-+HO·

Fe3+ +H2O2+OH-==Fe2+ +H2O+HO·

Fe3+ +H2O2==Fe2+ +H+ +HO2

HO2+H2O2==H2O+O2↑+HO·

芬顿试剂通过以上反应，不断产生HO·（羟基自由基，电极电势2.80EV，仅次于F2），使得整个体系具有强氧化性，可以氧化氯苯、氯化苄、油脂等等难以被一般氧化剂（氯气，次氯酸钠，二氧化氯，臭氧，臭氧的电极电势只有2.23EV）氧化的物质。

根据上述Fenton试剂反应的机理可知，OH ·是氧化有机物的有效因子，而[Fe2+]、[H2O2]、[OH-]决定了OH·的产量，因而决定了与有机物反应的程度。

影响该系统的因素包括溶液pH值、反应温度、H2O2投加量及投加方式、催化剂种类、催化剂与H2O2投加量之比等。

三、实验装置设备与药品试剂：

装置与设备：1、锥形瓶；2、pH 计；3、容量瓶；4、

烧杯；5、可见分光光度计；6摇床振荡器；

7、电加热器；

实验药品与试剂：1、FeSO4.7H2O2；2、H2O2(30%)；

3、甲基橙印染废水样品；

4、

稀硫酸;

5、蒸馏水

水样的选着：

实验室采用浓度为50mg/L的甲基橙水溶液作为模拟有机废水。选择甲基橙水溶液作模拟有机废水的原因，只采用甲基橙成分单一，而且甲基橙属于分析纯，相对于工业级的染料能更准确更容易地把握反应的规律和本质。

甲基橙操作液的配置：

称取0.05g无水甲基橙固体，定容到1000ml的容量瓶即得所需50mg/L操作液现配现用。

四、实验步骤：

（一）、FeSO4.7H2O投加量的影响

1、分别取100ml废水置于6个锥形杯中，编号1-7号。

2、用H2SO4溶液调节每个锥形瓶中废水pH为3。

3、H2O2(30%)投加量为40ml/L。

4、分别控制1-7号锥形瓶中FeSO4.7H2O为2 g/L、3 g/L、4 g/L、

5 g/L、

6 g/L、

7 g/L，7号锥形瓶做空白实验。

5、将1-7号锥形瓶置于摇床反应半小时。

6、以吸收波长为480nm 用分光光度测定各锥形瓶的分光光度，数据记录在表一中。

（二）、H2O2投加量的影响

1、分别取100ml废水置于7个锥形杯中，编号1-7号。

2、用H2SO4溶液调节每个锥形瓶中废水pH为3。

3、FeSO4.7H2O投加量控制在一中得出的最佳量。

4、分别向1-6号锥形瓶中加20 ml/L、30 ml/L、40 ml/L、50 ml/L、60 ml/L、70 ml/L的H2O2(30%)，7号锥形瓶做空白式样。

5、将1-7号锥形瓶置于摇床反应半小时。

6、以吸收波长为480nm 用分光光度测定各锥形瓶的分光光度，数据记录在表二中。

（三）、最佳pH值得确定

1、分别取100mL的废水置于7个锥形瓶中，编号1-7。

2、用H2SO4溶液调节1-6每个锥形瓶的pH值，分别为2、

3、

4、

5、6，7号锥形瓶做空白实验。

3、分别向1-7号锥形瓶中加入FeSO4.7H2O、H2O2(30%)，加入的量控制在一、二中得出的最佳量。

4、将1-7号锥形瓶置于摇床反应半个小时。

5、以吸收波长为480nm 用分光光度测定各锥形瓶的分光光度，数据记录在表三中。

（四）、反应时间的影响

1、分别取100ml废水置于7个锥形杯中，编号1-7号。

2、用H2SO4溶液调节每个锥形瓶中废水pH为3。

3、FeSO4.7H2O投加量控制在中一得出的最佳量。

4、H2O2(30%)投加量为二中得出的最佳量。

5、将1-6号锥形瓶置于摇床分别反应10、20、30、40、50、60分钟。

6、以吸收波长为480nm 用分光光度测定各锥形瓶的分光光度，数据记录在表四中。

（五）、H2O2投加的投加次数的影响

1、取7个锥形瓶依次编号数1-6号，分别取100ml的甲基

橙印染废水放于其中。剩余一个做空白实验。

2、用H2SO4溶液调节每个锥形瓶中废水pH为3。

3、分别向所有的锥形瓶中投加0.4g的FeSO4.7H2O2。

4、向1号的锥形瓶中投加4ml的双氧水并放于摇床振荡器上。

5、确定最佳投加时间后，对于其他的锥形瓶，按编号从2

到6分别投加2ml、1. 3ml、1ml、0.8ml、0.7ml按投加

次数2、3、4、5、6分别每隔2min投加一次。并及时放

于摇床振荡器上。

6、所有锥形瓶放于摇床振荡器上震荡最佳反应时间为止。

7、对于空白实验，与其他锥形瓶一样，依次调节pH 值、

投加0.4g 的FeSO 4.7H 2O 2、4ml 的双氧水并放于振荡器上震荡 相同时间。

8、以吸收波长为480nm 用分光光度测定各锥形瓶的分光光

度，数据记录在表五中

五、数据处理：

吸光度采用722型光栅分光光度计来测定。 脱色率计算公式为：

η=

0)

(A A A ╳100%。 其中：η：为脱色率。

A 0：为反应前的吸光度值。 A ：为反应后的吸光光度值。

通过不同反应条件下脱色率的比较，确定最佳芬顿试剂催化氧化甲基橙水溶液的最佳反应条件

表一

编号 1 2 3 4 5 6 7 FeSO4.7H2O

g/L 分光光度