氯嘧磺隆在不同条件下电催化降解伏安行为的研究.doc

氯嘧磺隆在不同条件下电催化降解伏安行为的研究摘要：本文用循环伏安法分别考察了氯嘧磺隆在铂电极、玻碳电极、钛基二氧化铅电极上的电化学行为。通过改变氯嘧磺隆浓度，ph值，扫描速度等条件分别进行了研究。结果表明，对于氯嘧磺隆的降解，钛基二氧化铅电极效果最好。关键词：电化学；氯嘧磺隆；循环伏安法abstract: this paper studied the chlorimuron-ethyl electrochemical behavior on the platinum electrode, glassy carbon electrode, titanium base two lead dioxide electrode with the cyclic voltammeter method. through changing the chlorimuron-ethyl concentration, ph value and scan rate conditions ,we do the study. the results show that the best effect is two titanium based lead dioxide electrode for chlorimuron-ethyl degradation.key words: electrochemical; chlorimuron-ethyl; cyclic voltammeter method中图分类号：o646 文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）氯嘧磺隆是在农业领域广泛应用的一种除草剂，主要用于大豆除草，防除莎草、阔叶杂草及某些禾本科杂草。除草剂由于具有改善土壤选择性的优点,在全世界的应用都越来越广泛。但其使用过程中不但污染了地下水,地表水甚至饮用水,对人类和环境造成了极大的危害。目前，国内对于电化学方法除草剂的研究大多采用可溶性阳极进行电凝聚、电气浮等1,2，这些工艺普遍存在电极材料消耗大、降解性能差、易造成二次污染等缺点，若采用催化活性好、析氧过电位高的不溶性阳极，则可以提高除草剂的降解效果3,4。电化学氧化法以其设备简易、不易产生二次污染等特点在降解有机物废水领域得到越来越多的关注。因此，采用电催化氧化法来处理一些生物难降的除草剂将具有十分重要的理论和实际价值5,6。1实验部分1.1仪器（材料）与试剂仪器（材料）：电化学工作站（上海辰华仪器公司）；玻碳电极 (直径3mm) ；饱和甘汞电极(sce，232型)；成套电极抛光材料 ；djs292型恒电位仪；tu-1900双光束紫外可见分光光度计；79-1磁力加热搅拌器；cqf-50超声波清洗器；phs2f型ph计；tg328a光学读数分析天平；玻璃仪器等。试剂：氯嘧磺隆；浓硫酸；硫酸钠（0.1 mol/l）；氢氧化钠；氯化钾；邻苯二甲酸氢钾；混合磷酸盐；四硼酸钠。1.2实验原理循环伏安法是将循环变化的电压施加于工作电极和参比电极之间，记录工作电极上得到的电流与施加电压的关系。当工作电极被施加的扫描电压激发时，其上将产生响应电流，以电流对电位作图，称为循环伏安图7。电解就是借助电流来进行化学反应的过程。氯嘧磺隆溶液在阳极的电极表面被催化氧化，产生有机小分子，进而被氧化成co2，完全降解8。2 结果与讨论2.1氯嘧磺隆溶液在不同电极上的循环伏安行为以硫酸钠为支持电解质，ph值为4，扫速为50mv/s时，分别用玻碳电极、铂电极、钛基二氧化铅电极做工作电极，饱和甘汞电极做参比电极，铂丝做辅助电极，初始电位+0 v，终止电位+1.7v，氯嘧磺隆溶液浓度为2.210-6mol/l的条件下进行循环伏安扫描，结果如图所示图2-1 不同电极上氯嘧磺隆溶液的循环伏安曲线叠加图a：玻碳电极b：铂电极 c：钛基二氧化铅电极由图2-1可以看出c曲线在进行正扫过程中，在电位为1.13v左右有一个小的吸收峰，在电位1.32v以后有一个大的吸收峰，由于溶液中阴离子只有oh-和so42-，据文献报道9硫酸钠体系中进行循环伏安扫描时，会有s2o82-生成。2so42-2(oh)adss2o82-2oh-硫比氧析出电位低，所以前面较平缓的小峰是硫的催化峰，后面明显的大峰是析氧峰。由图2-1可以看出，氯嘧磺隆在铂电极上的析氧过电位为1.3200伏，铅电极为1.4446伏，玻碳电极为1.4671伏。有机物在电极上降解，析氧越快越利于有机物的降解，但在钛基二氧化铅电极上循环伏安降解时，出现非常明显的氧化还原峰，说明有机物在电极表面发生了复杂的反应，而玻碳电极和铂电极的循环伏安曲线上只有析氧峰，所以将三个电极综合比较，对氯嘧磺隆的降解，钛基二氧化铅电极性能最好，玻碳电极次之，铂电极最差。所以以下实验选择钛基二氧化铅电极作工作电极考察氯嘧磺隆的伏安行为。2.2氯嘧磺隆溶液在钛基二氧化铅电极上的循环伏安行为2.2.1 ph值的影响（1）不同ph值对氯嘧磺隆溶液电催化降解伏安行为的影响以硫酸钠为支持电解质，氯嘧磺隆溶液浓度为2.210-6mol/l，用钛基二氧化铅电极做工作电极，饱和甘汞电极做参比电极，铂丝做辅助电极，在ph分别为2、4、7、9的条件下进行循环伏安扫描，扫描速度为0.1伏安/秒，结果如图所示。图2-2 不同ph值时氯嘧磺隆溶液的循环伏安曲线a：ph=2 b：ph=4 c：ph=7 d：ph=9由图2-2可以看出，在酸性和中性范围内，随着ph值的升高，析氧过电位降低。ph=9时析氧过电位较ph=7时略有升高。析氧峰随ph值的升高而升高。说明弱酸性条件适合氯嘧磺隆的降解。(2)不同ph值对氯嘧磺隆溶液降解的影响将用移液管准确量取的100ml浓度为3.61610-5mol/l氯嘧磺隆溶液和na2so40.16g一起加入100ml烧杯中。通入240ma的电流，调节极板间距为10mm，调节ph值分别为： 3.0、4.5、6.5、8.0。每隔一定时间于244nm处测吸光度。图2-3 不同ph值时氯嘧磺隆溶液的降解曲线硫酸钠溶液浓度为0.1 mol/l，扫描速度为0.1伏安/秒。a：ph=3.0 b：ph=4.5 c：ph=6.5 d：ph=8有机物在电极上的反应很复杂。so42-+o s2o82-rorg.+ o oorg.s2o82-+rorg. oorg.三个反应相互竞争，达到一种相对稳定状态，改变实验条件，这种平衡就会发生改变，我们通过优化降解条件，建立一个平衡状态，使降解速度最快，同时还要