【正文】 隨后，由Fe(III)–H2O2反應(yīng)(反應(yīng)3)將產(chǎn)生低濃度的Fe(II)。分析表1可以看出，在這兩個(gè)反應(yīng)過程中，各種反應(yīng)和中間物種起作用，其中只有Fe(II,III)和H2O2的用量和溶液的pH值可以調(diào)整，因此，H2OFe(II,III)和pH值對(duì)Fenton反應(yīng)和類Fenton反應(yīng)可以進(jìn)行研究。在這些條件下，在存在穩(wěn)定的Fe(II,III)和H2O2情況下，苯酚溶液是穩(wěn)定的。顯然，比較這兩類反應(yīng)是澄清在去除污染物的每一個(gè)過程中所發(fā)揮的角色是至關(guān)重要的。OH)。致謝大學(xué)四年時(shí)間轉(zhuǎn)眼即逝，四年的時(shí)間讓我心有感觸，留下了許多回憶。千萬不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印。再分別加入甲醇和叔丁醇。反應(yīng)開始時(shí)計(jì)時(shí)，在0，30，45，60，75，90，100，105，110，115，120min時(shí)取樣4mL于比色管中，再加入1mL甲醇作為終止劑終止反應(yīng)，之后在甲基橙最大吸收波長(zhǎng)465nm下測(cè)定當(dāng)時(shí)溶液的吸光度A，并計(jì)算C/C0值。原因是在Fe(III)催化H2O2氧化降解甲基橙的過程中Fe(III)先與H2O2反應(yīng)，把Fe(III)轉(zhuǎn)化為Fe(II)，由于這個(gè)過程的反應(yīng)速率常數(shù)過低，因此在反應(yīng)前段時(shí)間內(nèi)降解緩慢。通過圖41顯示：用Fe(III)催化H2O2氧化甲基橙的溶液初始pH=3。原因是隨著H2O2的濃度的增加，H2O2產(chǎn)生的羥基自由基也會(huì)增加，但H2O2的濃度過大時(shí)，不但不能產(chǎn)生更多的羥基自由基，還會(huì)把Fe(II)變成Fe(III)，使催化過程變慢，不僅如此還使羥基自由基的產(chǎn)生效率下降，更是使甲基橙降解速率變低，降解效果變差[10]。 三種離子對(duì)Fe(II)催化H2O2氧化降解甲基橙的影響對(duì)比通過上面3組實(shí)驗(yàn)，可以得知如下結(jié)論：硝酸根離子對(duì)甲基橙降解無影響，硫酸根離子和氯離子對(duì)甲基橙降解有較大影響。當(dāng)硝酸根離子的濃度為0，5，10mmol/L時(shí)，在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)上甲基橙降解基本相同，因此硝酸根離子對(duì)甲基橙降解速率以及降解效果都無明顯影響。原因是隨著H2O2的濃度的增加，H2O2產(chǎn)生的羥基自由基也會(huì)增加，但H2O2的濃度過大時(shí)，不但不能產(chǎn)生更多的羥基自由基，還會(huì)把Fe(II)變成Fe(III)，使催化過程變慢，不僅如此還使羥基自由基的產(chǎn)生效率下降，更是使甲基橙降解速率變低，降解效果變差[10]。 本章小結(jié)本章節(jié)主要列舉了本次試驗(yàn)所需的實(shí)驗(yàn)儀器和藥品，主要的儀器有T6新世紀(jì)紫外可見分光光度計(jì)，磁力攪拌器，pH計(jì)，電子分析天平等；藥品主要有30% H2O2溶液，草酸鈦鉀，七水硫酸亞鐵，硝酸鐵，硫酸，甲基橙，高氯酸等。實(shí)驗(yàn)過程中取一定體積一定濃度的甲基橙于燒杯中，加入不同濃度的硫酸亞鐵溶液，硝酸鐵溶液和H2O2溶液，加入高氯酸調(diào)節(jié)不同pH值，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，用磁力攪拌器進(jìn)行攪拌。通過巨量研究，結(jié)果表明在環(huán)境廢水治理中Fenton反應(yīng)具有強(qiáng)氧化性，較廣的適用范圍、對(duì)有機(jī)物降解有非常好的效果等優(yōu)勢(shì)。溶液中H2O2和Fe(II)的濃度或大或小都會(huì)影響羥基自由基的產(chǎn)生，因此導(dǎo)致羥基自由基的利用率降低。還可在Fenton體系中加入某些絡(luò)合劑(如C2O2EDTA等)，能夠使有機(jī)污染物的降解效果更佳[4]。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)。OH)。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。其中硝酸根離子對(duì)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。現(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。 Fenton反應(yīng)類別 傳統(tǒng)Fenton法Fe(II)的催化H2O2分解生成強(qiáng)氧化性的羥基自由基。電Fenton法的原理就是利用電化學(xué)法產(chǎn)生的H2O2和Fe(II)作為Fenton試劑的持續(xù)來源，降解有機(jī)污染物。全球水資源污染源就是含有染料，有機(jī)物的廢水。表22 主要實(shí)驗(yàn)藥品藥品名稱分子量級(jí)別生產(chǎn)商 高氯酸 分析純國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司甲基橙分析純國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司甲醇分析純國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司30%過氧化氫分析純天津市風(fēng)船化學(xué)試劑有限公司叔丁醇分析純國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司結(jié)晶硫酸鈉分析純國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司氯化鈉分析純國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司無水乙醇分析純天津市天力試劑有限公司硝酸鈉分析純國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司草酸鈦鉀分析純國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司七水合硫酸亞鐵分析純國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司硝酸鐵分析純國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司 實(shí)驗(yàn)所需溶液制備 甲基橙制備方法，作為甲基橙母液。在300nm到340nm之間，甲基橙的吸光度隨著波長(zhǎng)的增大而降低；在340nm到465nm之間，吸光度隨著波長(zhǎng)的增大而增大；在465nm到572nm之間，吸光度又隨著波長(zhǎng)的增大而下降；在572nm到600nm之間吸光度基本不變。隨著pH值的增大，甲基橙的降解效果以及降解速率反而降低，pH越大，降解效果以及降解速率更差。 陰離子對(duì)Fe(II)催化H2O2氧化降解甲基橙的影響對(duì)比研究了3種常見無機(jī)陰離子(硝酸根離子、氯離子和硫酸根離子)對(duì)Fenton反應(yīng)中對(duì)甲基橙降解速率以及降解效果的影響。反應(yīng)開始時(shí)計(jì)時(shí)，在0，1，4，5，7，10，20，30min時(shí)取樣4mL于比色管中，再加入1mL甲醇作為終止劑終止Fenton反應(yīng)，之后在甲基橙最大吸收波長(zhǎng)465nm下測(cè)定當(dāng)時(shí)溶液的吸光度A，并計(jì)算C/C0值。圖39是不同抑制劑對(duì)甲基橙去除率的影響曲線圖。反應(yīng)開始時(shí)計(jì)時(shí)，在0，30，45，60，75，90，100，105，110，115，120min時(shí)取樣4mL于比色管中，再加入1mL甲醇作為終止劑終止反應(yīng)，之后在甲基橙最大吸收波長(zhǎng)465nm下測(cè)定當(dāng)時(shí)溶液的吸光度A，并計(jì)算C/C0值。在其它條件相同下，F(xiàn)e(III)濃度越高，甲基橙降解效率越高，甲基橙降解效果越好。圖44 硝酸根離子濃度對(duì)甲基橙去除率的影響曲線 根據(jù)圖44中的曲線，可看出在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，甲基橙降解速率以及降解效果均基本重合。圖47為硝酸根離子，硫酸根離子和氯離子濃度都為5mmol/L時(shí)甲基橙的降解曲線。⑶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。(3)在Fenton反應(yīng)和類Fenton反應(yīng)中，初始溶液中Fe(II)和Fe(III)濃度越高，甲基橙降解效率越高，甲基橙降解效果越好。對(duì)于類Fenton的反應(yīng)，酚類化合物的某種氧化中間體可以促進(jìn)Fe(III)轉(zhuǎn)換為Fe(II)。此后，獲得的Fe2+催化H2O2的分解產(chǎn)生羥基自由基(具體地說，合適量硫酸鐵適采用適量的超純水稀釋可以得到期望濃度的Fe(III)溶液。UV檢測(cè)波長(zhǎng)為UV269 nm。根據(jù)上述研究結(jié)果，(II)(III)溶液。附錄B。因此，分解H2O2的量下降，H2O2的濃度增加，直到達(dá)到一個(gè)最佳的H2O2濃度，如圖1(b)所示。流動(dòng)相的組成為乙腈/水–40:60(v/v)。乙腈是高效液相色譜級(jí)的，所有的實(shí)驗(yàn)用水都是超純水(使用MilliQ水離子交換系統(tǒng)提純的)。/O2參考文獻(xiàn)[1] 龐素艷. 鐵錳催化H2OKHSOKMnO4氧化降解酚類化合物的效能與機(jī)理研究[D]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué), 2011: 48[2] 白翠萍. 類Fenton高級(jí)氧化技術(shù)處理染料廢水的研究[D]. 武漢理工大學(xué), 2012: 118[3] 姜成春, 龐素艷. 鈦鹽光度法測(cè)定Fenton氧化中的H2O2[J]. 中國給水排水, 2006: 8890[4] 姜成春, 龐素艷. 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Separation and Purification Technology, 2003: 283294附錄A水處理技術(shù)中Fenton和類Fenton工藝的研究摘要在研究過程中，在改變H2O2濃度、Fe(II,III)濃度和PH值以及抑制劑種類的存在條件下，對(duì)Fenton(Fe2+/H2O2)和類Fenton(Fe3+/H2O2)法降解苯酚的影響，它們?cè)诒椒咏到膺^程中起到了非常重要的作用。 (2)在Fenton反應(yīng)和類Fenton反應(yīng)中，H2O2濃度增大時(shí)，甲基橙的降解速率越快，降解效果越好。 ⑵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。 三種離子對(duì)Fe(III)催化H2O2氧化降解甲基橙的影響通過上面3組實(shí)驗(yàn)，可以得知如下結(jié)論：硝酸根離子對(duì)甲基橙降解無影響，硫酸根離子和氯離子對(duì)甲基橙降解有較大影響。反應(yīng)開始時(shí)計(jì)時(shí)，在0，30，45，60，75，90，100，105，110，115，120min時(shí)取樣4mL于比色管中，再加入1mL甲醇作為終止劑終止反應(yīng)，之后在甲基橙最大吸收波長(zhǎng)465nm下測(cè)定當(dāng)時(shí)溶液的吸光度A，并計(jì)算C/C0值。原因是在Fe(III)催化H2O2氧化降解甲基橙的過程中Fe(III)先與H2O2反應(yīng)，把Fe(III)轉(zhuǎn)化為Fe(II)，由于這個(gè)過程的反應(yīng)速率常數(shù)過低，因此在反應(yīng)前段時(shí)間內(nèi)降解緩慢。抑制劑能非常明顯的起到在Fenton反應(yīng)體系中對(duì)甲基橙的抑制降解效果，由上文可知甲醇對(duì)甲基橙的抑制降解效果比叔丁醇好。反應(yīng)開始時(shí)計(jì)時(shí)，在0，1，4，5，7，10，20，30min時(shí)取樣4mL于比色管中，再加入1mL甲醇作為終止劑終止Fenton反應(yīng)，之后在甲基橙最大吸收波長(zhǎng)465nm下測(cè)定當(dāng)時(shí)溶液的吸光度A，并計(jì)算C/C0值。其原理就是硫酸根離子與Fe(II)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，防止了Fe(II)與H2O2的絡(luò)合物的產(chǎn)生，減少了羥基自由基的產(chǎn)生。Fe(II)濃度最大，甲基橙的降解效果越好，但是到達(dá)一定程度后，在增加Fe(II)濃度對(duì)甲基橙的去除率反而稍微降低。再用這些數(shù)據(jù)來計(jì)算出C/C0。其中在波長(zhǎng)為3