【正文】 Fe(II,III)催化H2O2氧化降解水中甲基橙的研究摘 要染料行業(yè)的迅猛發(fā)展導(dǎo)致了嚴(yán)重的水污染，染料廢水濃度高、毒性大，對環(huán)境及與環(huán)境息息相關(guān)的人類都具有重大的威脅，所以染料廢水是當(dāng)前水污染問題中急需解決的重要問題。偶氮染料甲基橙溶解在水中對人類具有很強(qiáng)的致癌性，因此對這種染料廢水必須采取非常有效的方法進(jìn)行治理，治理后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后才能排入水體。本文采用的是用Fe(II,III)催化過氧化氫(H2O2)氧化降解的方式，即Fenton反應(yīng)與類Fenton反應(yīng)降解甲基橙。以甲基橙作為目標(biāo)污染物，以Fe(II,III)作為催化劑，用H2O2作為氧化劑，來降解甲基橙。通過控制變量法控制變量，研究Fenton(Fe(II)/H2O2)反應(yīng)與類Fenton(Fe(III)/H2O2)反應(yīng)氧化降解效能，做出考察pH值、Fe(II,III)濃度、H2O2濃度、水中存在陰離子(硝酸根離子(NO3)、硫酸根離子(SO42)、氯離子(Cl))、抑制劑(甲醇、叔丁醇)等影響因素對Fe(II,III)催化H2O2氧化降解甲基橙效能的研究?？梢缘贸鋈缦陆Y(jié)論：(1)反應(yīng)條件需要在酸性條件下，pH越小，反應(yīng)降解甲基橙速率越快，降解效果越好。反應(yīng)最佳pH值為3，即pH=3時，甲基橙降解效果越好，降解速率越快。初始溶液中H2O2的濃度越大，甲基橙的降解速率越快，降解效果越好。在Fe(III)催化H2O2降解甲基橙的過程中，H2O2濃度的增加，使得Fe(III)向 Fe(II)的轉(zhuǎn)化速率越快，同時也使得羥基自由基的產(chǎn)生速率加快，從而加速了反應(yīng)的進(jìn)行。初始溶液中Fe(III)濃度越高，甲基橙降解效率越高，甲基橙降解效果越好。由此可見，F(xiàn)e(III)濃度的增加會加快Fe(III)催化H2O2氧化降解甲基橙的反應(yīng)速率，因為Fe(III)濃度增加了，隨之而來的Fe(II)濃度也會增大，羥基自由基的產(chǎn)生速率也隨之而加快，使得整個反應(yīng)速度變快。(2)陰離子主要考察硝酸根離子，硫酸根離子，氯離子。其中硝酸根離子對甲基橙降解率無明顯影響；硫酸根離子濃度越大，甲基橙的降解越慢，降解效果越差；氯離子濃度越大，甲基橙的降解越慢，降解效果越差。由上面的章節(jié)可知三種陰離子在相同濃度下對甲基橙降解率：硝酸根離子硫酸根離子氯離子。(3)本文只考察兩種抑制劑，甲醇和叔丁醇。抑制劑能非常明顯的起到在反應(yīng)體系中對甲基橙的抑制降解效果，由上文可知甲醇對甲基橙的抑制降解效果比叔丁醇好。關(guān)鍵詞　羥基自由基(OH)；Fe(II,III)；H2O2；甲基橙Fe(II,III) catalytic hydrogen peroxide oxidation degradation of methyl orange in aqueous solutionAtractThe rapid development of dye industry has led to severe water pollution. The environment and humans have a significant threat that is high concentrations and toxicity of dye waste water, so the dye waste water is an important issue in the current water pollution problems needing to be resolved. Methyl orange dissolved in water has highly carcinogenic to humans, therefore the water of Methyl orange is discharged into lakes after met emission standards by a very effective method of treatment.Methyl orange is degraded by peroxide (H2O2) that is catalyzed by Fe(II,III) in this passage, that is Fenton and likeFenton. Methyl orange is degraded when Fe(II,III) is catalyst, and H2O2 is oxidizer. Record time when reaction starts, measure the Aorbance in different time and calculate C/C0. Through controlling variables, research effectiveness that Methyl orange is degraded in Fenton (Fe(II)/H2O2) and likeFenton (Fe(III)/H2O2) and the factors are pH,concentration of Fe(II,III), H2O2, anion in water (NO3, SO42, Cl), inhibitors (methanol、tertbutanol). It can be concluded:(1)Fenton and likeFenton reaction must be carried out under acidic conditions, and with the acidity is stronger and as pH is more smaller, the reaction is more faster. When pH is 3, Methyl orange degraded is more and fast. The higher the concentration of H2O2, the faster the degradation rate of methyl orange in Fenton and likeFenton. But when the concentration of H2O2 is exorbitant, H2O2 will inhibit Fenton and likeFenton. The higher the concentration of Fe(II) and Fe(III), the faster the degradation rate of methyl orange in Fenton and likeFenton. But when the concentration of Fe(II) and Fe(III) is exorbitant, Fe(II) and Fe(III) has no effect in Fenton and likeFenton.(2)The factors are NO3, SO42, Cl in water. And NO3 has no effect。 the higher the concentration of SO42 and Cl, the slower the degradation rate of methyl orange in Fenton and likeFenton. Three kinds of anion degradation rate of methyl orange at the same concentration: NO3 SO42 Cl.(3)Two inhibitors are methanol and tertbutanol in this passage. Methanol inhibiting degradation of methyl orange is better than tbutanol in Fenton and likeFenton.Keywords　Hydroxyl radical (OH)。 Fe (II, III)。 Hydrogen peroxide。 Methyl orange不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印目 錄摘要 IAtract II第1章 緒論 1 我國水資源以及水污染現(xiàn)狀 1 Fenton反應(yīng)與類Fenton反應(yīng) 1 Fenton反應(yīng)的特點(diǎn) 1 Fenton反應(yīng)機(jī)理 2 Fenton反應(yīng)類別 2 Fenton反應(yīng)存在的問題 3 類Fenton反應(yīng) 4 課題研究的意義和主要內(nèi)容以及技術(shù)路線 4 課題的研究意義 4 課題研究的主要內(nèi)容 5 技術(shù)路線 5第2章 實驗方法 6 實驗儀器和藥品 6 實驗儀器 6 實驗藥品 6 實驗所需溶液制備 7 實驗方法 7 分析方法 8 甲基橙濃度測定 8 H2O2濃度測定 8 本章小結(jié) 9第3章 Fe(II)催化H2O2氧化降解甲基橙 10 Fe(II)催化H2O2氧化降解甲基橙的效能研究 10 pH對Fe(II)催化H2O2氧化降解甲基橙的影響 10 H2O2的濃度的影響 11 Fe(II)濃度的影響 12 陰離子對Fe(II)催化H2O2氧化降解甲基橙的影響 13 抑制劑對Fe(II)催化H2O2氧化降解甲基橙的影響 17 本章小結(jié) 17第4章 Fe(III)催化H2O2氧化降解甲基橙 19 Fe(III)催化H2O2氧化降解甲基橙的效能研究 19 pH值對Fe(III)催化H2O2氧化降解甲基橙的影響 19 Fe(III)濃度對Fe(III)催化H2O2氧化降解甲基橙的影響 20 H2O2濃度對Fe(III)催化H2O2氧化降解甲基橙的影響 21 無機(jī)陰離子對Fe(III)催化H2O2氧化降解甲基橙的影響 22 抑制劑對Fe(III)催化H2O2氧化降解甲基橙的影響 26 本章小結(jié) 27結(jié)論 28致謝 29參考文獻(xiàn) 30附錄A 31附錄B 32千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行第1章 緒論 我國水資源以及水污染現(xiàn)狀我國水資源匱乏的現(xiàn)象是一個不容小視的問題。全球水資源缺乏的國家其中之一就是中國，僅僅占有6%的全球水資源。據(jù)統(tǒng)計，由于我國大多數(shù)的城市發(fā)展飛快，不顧及生活環(huán)境，隨意排放不經(jīng)處理的有機(jī)廢水，已經(jīng)很嚴(yán)重的污染了我國的地下水，而且水污染也很明顯的迅速擴(kuò)大。日趨嚴(yán)重的水污染嚴(yán)重地影響了我國正在實施的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，還會對城市居民的生活安全有巨大威脅?，F(xiàn)代工業(yè)，農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展以及現(xiàn)代高科技的使用，更是嚴(yán)重的污染了我們生活非常需要的水資源。 其中水體中污染主要是工業(yè)污染，農(nóng)業(yè)污染，水輸送過程中的污染，以及自然污染。其中農(nóng)業(yè)污染，主要就是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所用的農(nóng)藥化肥，激素等中的金屬離子，有毒物質(zhì)以及有機(jī)物等；工業(yè)上的污染物主要是工廠生產(chǎn)中所排放的有機(jī)廢水；而輸送過程中也會受到管道中的污染；自然污染就是生物的排泄物以及生活垃圾所造成的污染。 Fenton反應(yīng)與類Fenton反應(yīng) Fenton反應(yīng)的特點(diǎn)1894年，法國人HJHFenton發(fā)現(xiàn)用Fe(II)和H2O2的體系能氧化大多數(shù)有機(jī)物。Fenton法就是Fe(II)和H2O2的組合，這種方法能夠非常有效地氧化降解傳統(tǒng)廢水處理技術(shù)較難去除的難降解有機(jī)物[1]。其反應(yīng)實質(zhì)是Fe(II)催化H2O2作生成具有高反應(yīng)活性和強(qiáng)氧化性的羥基自由基(OH)，羥基自由基能與有機(jī)物作用，使其分解成小分子。隨著更加深入的研究，又在Fenton試劑中加入紫外光、草酸鹽等，使其氧化能力有巨大增強(qiáng)。從廣義上說，F(xiàn)enton試劑法就是通過Fe(II)催化H2O2生成強(qiáng)氧化性的羥基自由基降解有機(jī)物的高級氧化處理技術(shù)[2]。從近些年發(fā)展的歷程中，F(xiàn)enton法基本上是沿著光化學(xué)作用和電化學(xué)作用等方向向前發(fā)展的。在染料污染的廢水處理實驗研究中，F(xiàn)enton試劑法即能獨(dú)自地使用，可以降解染料污染廢水中難降解的有機(jī)污染物，除此之外也能與紫外光，超聲波和微波等的方法相結(jié)合。兩者結(jié)合后有更加有效的處理效果。同時，傳統(tǒng)Fenton反應(yīng)即可以作為預(yù)處理手段降解難降解有機(jī)污染物，將難降解有機(jī)污染物分解轉(zhuǎn)化為易降解物質(zhì)，提高了染料污染