芬頓試劑實驗方案最終版

1、環(huán)境工程專業(yè)實踐方案芬頓試劑氧化技術(shù)的應(yīng)用組員：王杰、王群超 王維、王秋林芬頓試劑氧化技術(shù)應(yīng)用實驗一、實驗?zāi)康模?1、探究對芬頓試劑氧化能力的影響因素2、確定其最佳氧化條件。 二、實驗原理： 由亞鐵離子與過氧化氫組成的體系，稱為芬頓試劑，它能生成強(qiáng)氧化性的羥基自由基，在水溶液中與難降解有機(jī)物生成有機(jī)自由基使之結(jié)構(gòu)破壞，最終氧化分解。 芬頓反應(yīng)是以亞鐵離子為催化劑的一系列自由基反應(yīng)。主要反應(yīng)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 芬頓

2、試劑通過以上反應(yīng)，不斷產(chǎn)生HO（羥基自由基，電極電勢2.80EV，僅次于F2），使得整個體系具有強(qiáng)氧化性，可以氧化氯苯、氯化芐、油脂等等難以被一般氧化劑（氯氣，次氯酸鈉，二氧化氯，臭氧，臭氧的電極電勢只有2.23EV）氧化的物質(zhì)。 根據(jù)上述Fenton試劑反應(yīng)的機(jī)理可知，OH 是氧化有機(jī)物的有效因子，而Fe2+、H2O2、OH-決定了OH的產(chǎn)量，因而決定了與有機(jī)物反應(yīng)的程度。影響該系統(tǒng)的因素包括溶液pH值、反應(yīng)溫度、H2O2投加量及投加方式、催化劑種類、催化劑與H2O2投加量之比等。 三、實驗裝置設(shè)備與藥品試劑：裝置與設(shè)備：1、錐形瓶；2、pH 計；3、容量瓶；4、燒杯；5、可見分光光度計；6

3、搖床振蕩器；7、電加熱器； 實驗藥品與試劑：1、FeSO4.7H2O2； 2、H2O2(30%)； 3、甲基橙印染廢水樣品； 4、稀硫酸;5、蒸餾水水樣的選著：實驗室采用濃度為50mg/L的甲基橙水溶液作為模擬有機(jī)廢水。選擇甲基橙水溶液作模擬有機(jī)廢水的原因，只采用甲基橙成分單一，而且甲基橙屬于分析純，相對于工業(yè)級的染料能更準(zhǔn)確更容易地把握反應(yīng)的規(guī)律和本質(zhì)。甲基橙操作液的配置：稱取0.05g無水甲基橙固體，定容到1000ml的容量瓶即得所需50mg/L操作液現(xiàn)配現(xiàn)用。四、實驗步驟： （一）、FeSO4.7H2O投加量的影響 1、分別取100ml廢水置于6個錐形杯中，編號1-7號。 2、用H2SO

4、4溶液調(diào)節(jié)每個錐形瓶中廢水pH為3。 3、H2O2(30%)投加量為40ml/L。 4、分別控制1-7號錐形瓶中FeSO4.7H2O為2 g/L、3 g/L、4 g/L、5 g/L、6 g/L、 7 g/L，7號錐形瓶做空白實驗。 5、將1-7號錐形瓶置于搖床反應(yīng)半小時。 6、 以吸收波長為480nm 用分光光度測定各錐形瓶的分光光度，數(shù)據(jù)記錄在表一中。（二）、 H2O2投加量的影響 1、分別取100ml廢水置于7個錐形杯中，編號1-7號。 2、用H2SO4溶液調(diào)節(jié)每個錐形瓶中廢水pH為3。 3、FeSO4.7H2O投加量控制在一中得出的最佳量。 4、分別向1-6號錐形瓶中加20 ml/L、3

5、0 ml/L、40 ml/L、50 ml/L、60 ml/L、70 ml/L的H2O2(30%)，7號錐形瓶做空白式樣。 5、將1-7號錐形瓶置于搖床反應(yīng)半小時。 6、以吸收波長為480nm 用分光光度測定各錐形瓶的分光光度，數(shù)據(jù)記錄在表二中。（三）、最佳pH值得確定 1、分別取100mL的廢水置于7個錐形瓶中，編號1-7。2、用H2SO4溶液調(diào)節(jié)1-6每個錐形瓶的pH值，分別為2、3、4、5、6，7號錐形瓶做空白實驗。3、分別向1-7號錐形瓶中加入FeSO4.7H2O、H2O2(30%)，加入的量控制在一、二中得出的最佳量。4、將1-7號錐形瓶置于搖床反應(yīng)半個小時。5、以吸收波長為480nm

6、 用分光光度測定各錐形瓶的分光光度，數(shù)據(jù)記錄在表三中。（四）、 反應(yīng)時間的影響 1、分別取100ml廢水置于7個錐形杯中，編號1-7號。 2、用H2SO4溶液調(diào)節(jié)每個錐形瓶中廢水pH為3。 3、FeSO4.7H2O投加量控制在中一得出的最佳量。 4、H2O2(30%)投加量為二中得出的最佳量。 5、將1-6號錐形瓶置于搖床分別反應(yīng)10、20、30、40、50、60分鐘。 6、以吸收波長為480nm 用分光光度測定各錐形瓶的分光光度，數(shù)據(jù)記錄在表四中。（五）、H2O2投加的投加次數(shù)的影響1、取7個錐形瓶依次編號數(shù)1-6號，分別取100ml的甲基橙印染廢水放于其中。剩余一個做空白實驗。2、用H2S

7、O4溶液調(diào)節(jié)每個錐形瓶中廢水pH為3。3、分別向所有的錐形瓶中投加0.4g的FeSO4.7H2O2。4、向1號的錐形瓶中投加4ml的雙氧水并放于搖床振蕩器上。5、確定最佳投加時間后，對于其他的錐形瓶，按編號從2到6分別投加2ml、1. 3ml、1ml、0.8ml、0.7ml按投加次數(shù)2、3、4、5、6分別每隔2min投加一次。并及時放于搖床振蕩器上。6、所有錐形瓶放于搖床振蕩器上震蕩最佳反應(yīng)時間為止。7、對于空白實驗，與其他錐形瓶一樣，依次調(diào)節(jié)pH值、投加0.4g的FeSO4.7H2O2、4ml的雙氧水并放于振蕩器上震蕩相同時間。8、以吸收波長為480nm 用分光光度測定各錐形瓶的分光光度，數(shù)據(jù)記錄在表五中五、數(shù)據(jù)處理：吸光度采用722型光柵分光光度計來測定。脫色率計算公式為：=100%。其中：為脫色率。A0：為反應(yīng)前的吸光度值。A：為反應(yīng)后的吸光光度值。通過不同反應(yīng)條件下脫色率的比較，確定最佳芬頓試劑催化氧化甲基橙水溶液的最佳反應(yīng)條