综合实践报告_2.docx

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1、电一芬顿试剂处理印染废水摘要：研究电压、PH值、支持电解质、极板间距对电-FCnton法产生HO量的影响，确定本实验的最佳状态值。实验以调节电压、PH值、支持电解质、极板间距因素为主,结果表明，在电压5V、PH值为3左右、支持电解质投加量为10g1.极板间距10cm时产生MO2的量最合适，找到处理废水时芬顿试剂的最合适配比。关键词：电-Fenton活性蓝H2O2前言:过氧化氢与催化剂Fe2+构成的氧化体系通常称为Fendun试剂。在催化剂作用下，过氧化氢能产生两种活泼的氢氧自由基,从而引发和传播自由基链反应,加快有机和还原性物质的氧化。FCndon试剂一般在ph3下进行，在该Ph之下羟基自由基

2、生成速率最大。印染工业自诞生以来，得到了飞速的发展，产生的经济效应巨大，但是这种发展也给环境带来了污染。其中以印染行业废水排放的污染最严重，染料废水成分复杂，色度深，大多数为有毒难降解的有机物，具有较高的COD（化学需氧量）、BOD（生化需氧量）、色度、酸碱度等特点。处理染料废水的方法多种多样，包括物理法、化学法、电化学法、生化法等，而且都有很好的处理效果。但电-FentOn具有反应迅速、温度和压力等反应条件缓和且无二次污染等优点，近几年来，其在印染废水处理中应用广泛。1.Fenton试剂作用机理芬顿试剂具有很强的氧化能力在于其中含有Fe和HAo其反应机理为：Fe2+H202Fe3+OH+OH

3、Fe+H2O2-*Fe2+H02+HfPe2+OHfFe+OHFc+H02-*Fe2+02+H+芬顿试剂反应速度快，由于反应条件不同，反应速度会产生一定的差异，但HQz的消耗速度是很快的。芬顿试剂反应体系复杂，关键是HQ?在Fe*催化下生成的0H,其氧化能力仅次于氟，高达2.80Vo另外，OH具有很高的电负性或亲电性，其电子亲和能力高达569.3kJ,具有很强的加成反应特性。因此，芬顿试剂可以氧化水中的大多数有机物，适合处理难生物降解和一般物理化学方法难以处理的废水。2.Fenton试剂的影响因素根据Fenton试剂的反应机理可知，OH-是氧化有机物的有效因子,而Fe*、H2O2.0H决定了O

4、H-的产量,因而决定了与有机物反应的程度。影响FentOn试剂处理难降解难氧化有机废水的因素包括PH值、HQ投加量、催化剂投加量和反应温度3等。2. 1.PH对Fenton试剂的影响Fenton试剂是在pH是酸性条件下发生作用的,在中性和碱性环境中，Fe2不能催化比。2产生OHO按照经典的Fenton试剂反应理论,PH值升高不仅抑制TOH-的产生，而且使溶液中的Fe*以氢氧化物的形式沉淀而失去催化能力。当PH值过低时，溶液中的H+浓度过高，Fe“不能顺利地被还原为Fe=催化反应受阻。即PH值的变化直接影响到Fe2的络合平衡体系，从而影响Fenton试剂的氧化能力。一般废水PH在3左右，降解率较

5、高。2.2比。2投加量对FentOn试剂的影响采用Fenton试剂处理废水的有效性和经济性主要取决于上。2的投加量。一般地,随着H2O2用量的增加，有机物降解率先增大，而后出现下降。在电生成FentOn反应中,欲实现阴极生成H2O2反应，溶液中必须有M存在，而在中性或碱性的条件下，溶液中的H-极少，阴极生成压0?的反应不能进行，同时投加的F/会与OH-离子反应生成Fe(OH)2沉淀而失去催化活性，从而使Fenton反应不能发生,不能产生羟基自由基。这就要求电生成Fenton反应必须在酸性条件下进行。Fenton试剂一般在PH值为3.0-5.0范围下进行，此时自由基生成率最大、短彩电退dx2 .

6、3.电解质对Fenton试剂的影响由于难降解有机废水溶液的导电能力差，所以在电解槽工作时必须向反应体系投加一定量的支持电解质。支持电解质应具有良好的导电性、稳定性以及溶解性，本试验选用硫酸钠溶液,随着浓度的提高，硫酸钠溶液的导电能力迅速增大，同时它不参加电解反应，可以始终保持溶液具有良好的导电能力。随着支持电解质Na2SO1的增加,同。2产量的增加幅度先增大后减少，这是因为当投加量小于10g1时，投加的NazSOi主要起到电解质的作用，增加了溶液的导电性,从而提高了体系内相同槽电压下的电流强度，反应速度也随之加快，效果显著。而当投加量大于10g1时，由于投加量过大，导致了副反应的发生,使得处理

7、效果变差，电流效率降低。试验中发现，在投加量小于IOg/时，整个反应系统温度基本上没有变化，当投加量大于10g1时，温度明显升高,说明投盐量过大时有一部分能量用在副反应、电解液的发热上。通过观察发现，电解质用量的继续增加对H202产量已经没有很大作用，试验选择的电解质投加量远小于文献报道的20g1的NaCI投加量8。因此,本试验选取NazSO,的投加量最佳值为10g1左右。电解质投加量/(gI2 .4催化剂的投加量FeS047H20是催化H202分解生成羟基自由基(0H)最常用的催化剂。与H202相同，一般情况下，随着Fe2+用量的增加，废水COD的去除率先增大，而后呈下降趋势。其原因是：在F

8、e2+浓度较低时，Fe2+的浓度增加，单位量H202产生的0H增加，所产生的0H全部参与了与有机物的反应；当Fc2+的浓度过高时,部分H202发生无效分解,释放出02。3 .实验部分3.1 实验装置反应器有效容积为101,阳极采用钛涂钉钺电极，阴极采用石墨电极，面积都为15Cm15cm;反应电流由WYK-302B2直流稳压电源提供，电压表和滑动变阻器分别控制电压和电流的大小;反应器所需要的氧气由电磁式空气压缩机曝气提供,并由转子流量计控制气流。1-电-FertOn反应器:2一直流稳压电源：3电压表；4一滑动变阻器：5电磁式空气压缩机;6转子流量计3 .2实验记录(1)实验药品:30%浓度的双氧

9、水(P=1I1g/B?),0.408m1FeSO47H200.56g活性蓝试剂(100mg1)50m1Na2SO4IOH2O2g实验操作：称量药品，将50m1活性蓝试剂稀释到400m1,双氧水稀释到5m1,连接电极，铁作阳极，极距IOCm,电压5V,PH值控制在3,反应6min,静置一段时间，观察实验现象。再用电压15V操作，电流0.43A实验现象：溶液颜色微黄，底部有黄色沉淀(2)实验药品:30%浓度的双氧水(P=1IIg/O?),0.408m1Na2SO,IOH2O2gFeSO4-7H200.56g活性蓝试剂(100mg1)50m1实验操作：以往FentOn试剂投加过程中，均在废水中先投F

10、eSO17H20,后投双氧水，此次反向做。称量药品，将50m1活性蓝试剂稀释到400m1,双氧水稀释到5m1,再加Na2SO10乩0溶于稀释后的活性蓝溶液，连接电极，铁作阳极，极距10cm,电压5V,PH值6,反应6min,将溶液静置于60水浴中，搅拌溶解，观察实验现象。吸光度值的测定4 .结果与讨论根据实验处理后得到的样品检测后发现废水重金属杂质基本得到沉淀，但样品底部都有黄色沉淀，可能与铁的量过多有关，另外实验结果与FeSO47H20和双氧水的投加顺序关系不大。第一组电压15V时吸光度值如下表nm6506496486476466456446436426410.1080.1096466450

11、.1100.1090.I110.I11644643642641Abs0.1060.1060.1080.108电压5V时吸光度值如下表nm6506496486470.0460.0450.0460.045644643642641Abs0.0450.0450.0450.0460.0450.045第二组电压5V时吸光度值如下表nm650649648647646645Abs0.0450.0450.0450.0460.0460.0460.0460.0450.0450.0455 .结论Fenton试剂作为一种强氧化剂用于处理难降解有机污染物具有明显优点，对于治理我国日益严重的环境污染问题，特别是难降解有毒有

12、机污染物的治理有着十分重要的理论意义和应用价值。参考文献1张国卿，王罗春，徐高田，等.Fenton试剂在处理难降解有机废水中的应用J.工业安全与环保，2004,30(3)：17-19.2陶长元，丁小红，刘作华，等.Fenton类氧化技术处理有机废水的研究进展J.化学研究与应用，2007,19(11)：1177-1180.3张乃东，郑威，彭永臻.电-FentOn法处理难降解有机物的研究进展J.上海环境科学,2002,21(7)：440-441.4王九思，韩相恩，赵红花.絮凝沉淀Fenton氧化法处理印染废水J.兰州铁道学院学报(自然科学版),2001,20(6)：68-71.程丽华，黄君礼，高会旺.Fenton试剂降解水中酚类物质的研究J.重庆环境科学，2003,25(10):18-20.6左晨燕，何苗.芬顿氧化/混凝协同处理焦化废水生物出水的研究J.环境保护，2005(5):31-34.黄晓东，徐寿昌.用芬顿试剂预氧化提高硝基苯废水的可生化性J.江汉石油学院学报，1994,16(3):74-78.网李生彬，于涛.Fenton试剂氧化处理二苯胺废水J.兰州交通大学学报:自然科学版，2004,23(6):12-14.综合实践实习报告学院:材料科学与工程班级:高分子093姓名:姜超学号:2009016050指导教师:汪建新0:2012.05.02