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关于二价铁均相活化过二硫酸钾降解水中苯胺

大C-会员头像-www.bzwz.com标准物质网 大C 0 403 2021-09-20
【摘要】活化过二硫酸钾具有溶解性强、稳定性好、适用pH值范围广、产生的硫酸根自由基寿命长等优点,本文采用Fe2+催化活化过二硫酸钾降解水中苯胺,并探究了催化剂加入量、反应时间、反应温度、pH值、过二硫酸钾浓度等因素对降解苯胺产生的影响,并探讨了单独加催化剂对苯胺降解的影响。结果表明:在中性、室温条件下,用硫酸亚铁作为催化剂处理苯胺浓度20mg/L的模拟废水,过二硫酸钾和硫酸亚铁的最佳比例是10∶7,去除率90%以上。Fe2+/过二硫酸钾体系中对苯胺的降解符合一级动力学方程。
  • 排放的废水中的苯胺已被我国列为首要控制的污染物,处理苯胺废水具有重要意义。目前,国内外处理苯胺废水主要有空气吹脱法、吸附处理法及生物法。

    基于硫酸根自由基的高级氧化法是近年来新兴起的降解苯胺的方法,在热、紫外光及过渡金属离子等的激发下过二硫酸根活化分解产生的硫酸根自由基,其氧化还原电位高达+2.6V,具有很强的氧化性,且比羟基自由基的氧化性强。吴春笃等以过硫酸盐为氧化剂,活性炭负载铁基双金属氧化物为催化剂,构建类芬顿氧化体系处理苯胺废水,去除率达90%,但实验的初始苯胺浓度偏低,反应温度是60℃;常影等处理水中苯胺的效果也很好,但实验的初始苯胺浓度偏高;谢晓芳用基于过硫酸盐活化硫酸自由基高级氧化技术来降解模拟苯胺废水,实验表明苯胺降解效果较好,但需要在高温下活化过硫酸盐。

    本实验研究选择Fe2+作为催化剂均相活化过硫酸盐降解水中苯胺。该方法原料易得,在常温常压下就可以活化过硫酸根,与光活化、热活化相比较,具有能耗低的特点,且缩短了反应时间,降低了反应活化能。

    Fe2+均相活化过硫酸盐可以分为活化阶段、传播阶段和终止阶段,利用此方法产生的过硫酸根自由基具有以下特点:①标准氧化还原电位高(2.5~3.1V),②反应原理与羟基自由基类似,稳定时间长,③适用条件广泛,在酸性、中性、碱性条件下,均具有强氧化性,④可无选择性的降解大部分有机污染物且可以降解羟基自由基不能降解的某些有机物。本文针对20mg/L的模拟苯胺废水,主要考察了过二硫酸钾浓度、催化剂加入量、反应时间、反应温度、pH值等因素对降解苯胺产生的影响,并通过对苯胺紫外历程的分析推测苯胺的降解产物。

    1实验部分

    1.1试剂和仪器

    实验试剂:苯胺(分析纯,实验室重新蒸馏,配成浓度是0.911g/L储备液)、过二硫酸钾硫酸亚铁氨基磺酸铵亚硝酸钠硫代硫酸钠N-(1-萘基)乙二胺盐酸盐均为分析纯。实验仪器:紫外可见分光光度计(N5000,上海佑科仪器仪表有限公司),电子分析天平(FA1004,上海恒平科学仪器有限公司),电动搅拌器(JJ-190w,江苏省金坛市南仪器制造有限公司)、数显集热式磁力搅拌器(DF-I,常州博远实验分析仪器厂)。

    1.2实验方法

    在一定温度下,在500mL锥形瓶中加入一定浓度的苯胺溶液,用硫酸(1%)或氢氧化钠(1%)调pH值。然后加入硫酸亚铁、过二硫酸钾溶液,电动搅拌,在不同的反应时间段取2mL溶液后加入2mL硫代硫酸钠进行淬灭,并适当稀释后,按照GB-11889-1989标准,用N-(1-萘基)乙二胺偶氮分光光度法测量吸光度,根据标准曲线求出苯胺浓度并计算出苯胺的去除率。

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