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1、. . . .环境工程专业实践方案芬顿试剂氧化技术的应用组员:王杰、王群超 王维、王秋林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+O
2、2+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
3、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。
4、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
5、 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
6、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
7、。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FeSO4.7H2O2、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
8、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:=100%。其中:为脱色率。A0: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1234567FeSO4.7H2Og/L分光光度表二编号1234567H2O2mL/L分光光度表三编号1234567pH分光光度表四编号1234567反应时间min分光光度表五编号1234567投加次数分光光度六、实验分析:1. 若不给自己设限,则人生中就没有限制你发挥的藩篱。2. 若不是心宽似海,哪有人生风平浪静。在纷杂的尘世里,为自己留下一片纯静的心灵空间,不管是潮起潮落,也不管是阴晴圆缺,你都可以免去浮躁,义无反顾,勇往直前,轻松自如地走好人生路上的每一步3. 花一些时间,总会看清一些事。用一些事情,总会看清一些人。有时候觉得自己像个神经病。既纠结了自己,又打扰了别人。努力过后,才知道许多事情,坚持坚持,就过来了。4. 岁月是无情的,假如你丢给它的是一片空白,它还给你的也是一片空白。岁月是有情的,假如你奉献给她的是一些色彩,它奉献给你的也是一些色彩。你必须努力,当有一天蓦然回首时,你的回忆里才会多一些色彩斑斓,少一些苍白无力。只有你自己才能把岁月描画成一幅难以忘怀的人生画卷。学习参考