芬顿试剂实验方案最终版Word文件下载.docx
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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:
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:
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:
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:
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:
(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2g/L、3g/L、4g/L、5g/L、6g/L、7g/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。
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20ml/L、30ml/L、40ml/L、50ml/L、60ml/L、70ml/L的H2O2(30%),7号锥形瓶做空白式样。
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
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。
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:
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:
η=╳100%。
其中:
η:
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
1
2
3
4
5
6
7
FeSO4.7H2O
g/L
分光光度
表二
H2O2
mL/L
表三
pH
表四
反应时间
min
表五
投加次数
六、实验分析: