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过二硫酸钠活化技术的研究

发布时间:2019-11-08 00:11
【摘要】:通过同时加入Fe(Ⅱ)与Cu(Ⅱ)复合活化过硫酸钠,以亚甲基蓝为氧化降解目标,分别考察Na_2S_2O_8的浓度、初始pH、Fe~(2+)和Cu~(2+)浓度、反应时间4个因素对降解效果的影响。以亚甲基蓝的降解率、处理成本等为考察目标,试验表明,在Na_2S_2O_8的浓度为84.0 mmol/L,初始p H为2.5,Fe~(2+)、Cu~(2+)浓度分别为1.0、0.4 mmol/L,反应时间为30 min的条件下,降解率达93%。分子探针竞争实验表明体系中产生了硫酸根自由基。
【图文】:

亚甲基蓝,质量,过硫酸钠,硫酸根自由基


亚甲基蓝受多方面的影响。经过查阅文献和实验数据等发现,Na2S2O8的用量的影响居首位[21]。下面讨论过硫酸钠投加量对亚甲基蓝氧化降解的影响。实验条件:移取10mL亚甲基蓝溶液于250mL锥形瓶中,加入100mL去离子水,用稀硫酸和氢氧化钠溶液粗调其pH为7.0;设定Na2S2O8与Fe2+、Cu2+的摩尔比为1∶1∶1;模拟反应温度为(25±2)℃。迅速加入过硫酸钠、硫酸亚铁和硫酸铜,反应时间为60min。观察并用紫外分光光度计测定其吸光度,过硫酸钠的质量对亚甲基蓝降解效果的影响如图1所示。图1Na2S2O8质量对亚甲基蓝降解的影响由图1可以看出,随着Na2S2O8质量的增加,降解率逐渐增大,当过硫酸钠的质量大于2.0g时,降解率增长趋势减缓。有研究显示当过硫酸钠浓度过高时,瞬间产生的大量的硫酸根自由基(SO-4·)会彼此湮灭、淬灭,浪费大量的铁盐和过硫酸盐,降低硫酸根自由基(SO-4·)利用率。所以加入较高浓度的过硫酸钠,并不能显著的提高降解效率[22],甚至会降低亚甲基蓝的降解率。考虑到降解效率及成本等问题,选择Na2S2O8质量为2.0g,即84.0mmol/L。2.1.2Fe2+和Cu2+添加量亚铁离子、铜离子能够活化过硫酸钠产生硫酸根自由基氧化降解亚甲基蓝。但过多的Fe2+、Cu2+会消耗硫酸根自由基导致氧化降解作用减弱。所以硫酸亚铁、硫酸铜的添加量很重要。同样实验条件下观察并用紫外分光光度计测定吸光度,测得亚甲基蓝的降解率如图2所示。图2Fe2+初始浓度对亚甲基蓝降解的影响由图2可知,,亚甲基蓝降解率与Fe2+浓度有很大的关系,Fe2+浓度为1.2mmol/L时降解效率最高,可达到85%左右。因此从经济等多方面因素考虑,Fe

亚甲基蓝,初始浓度,过硫酸钠,降解率


硫酸根自由基(SO-4·)利用率。所以加入较高浓度的过硫酸钠,并不能显著的提高降解效率[22],甚至会降低亚甲基蓝的降解率。考虑到降解效率及成本等问题,选择Na2S2O8质量为2.0g,即84.0mmol/L。2.1.2Fe2+和Cu2+添加量亚铁离子、铜离子能够活化过硫酸钠产生硫酸根自由基氧化降解亚甲基蓝。但过多的Fe2+、Cu2+会消耗硫酸根自由基导致氧化降解作用减弱。所以硫酸亚铁、硫酸铜的添加量很重要。同样实验条件下观察并用紫外分光光度计测定吸光度,测得亚甲基蓝的降解率如图2所示。图2Fe2+初始浓度对亚甲基蓝降解的影响由图2可知,亚甲基蓝降解率与Fe2+浓度有很大的关系,Fe2+浓度为1.2mmol/L时降解效率最高,可达到85%左右。因此从经济等多方面因素考虑,Fe2+初始浓度定为1.2mmol/L。在Fe2+浓度为1.2mmol/L的条件下,采用同样的方法探索Cu2+初始浓度对亚甲基蓝降解率的影响,结果如图3所示。图3Cu2+初始浓度对亚甲基蓝降解的影响由图3可知,亚甲基蓝降解率与Cu2+浓度也有很大的关系,当Cu2+初始浓度为0.7mmol/L时亚甲基蓝降解效果较好,降解率达到74%左右。因此,从经济等多方面因素考虑,Cu2+初始浓度定为0.7mmol/L。当单独用Fe2+和Cu2+活化过硫酸钠时,最佳初始浓度分别为1.2mmol/L和0.7mmol/L,现在探讨当Fe2+和Cu2+复合活化过硫酸钠时的最佳浓度。实验过程中发现Fe2+影响最大,并且Fe2+浓度为1.0mmol/L时与Cu2+复合活化过硫酸钠降解亚甲基蓝效果最好。故固定Fe2+浓度为1.0mmol/L。·87·

【参考文献】

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本文编号:2557556

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