芬顿试剂实验方案--最终版

环境工程专业实践方案环境工程专业实践方案 芬芬 顿顿 试试 剂剂 氧氧 化化 技技 术术 的的 应应 用用 组员 王杰 王群超组员 王杰 王群超 王维 王秋林王维 王秋林 芬顿试剂氧化技术应用实验芬顿试剂氧化技术应用实验 一 实验目的一 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 O2 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三 实验装置设备与药品试剂 装置与设备 装置与设备 1 锥形瓶 2 pH 计 3 容量瓶 4 烧杯 5 可见分光光度计 6 摇床振荡器 7 电加热 器 实验药品与试剂 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 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 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 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 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 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的分光光度 数据记录在表五中 五 数据处理 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 0 0 A AA 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1234567 FeS