芬顿试剂实验方案最终版.docx
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芬顿试剂实验方案最终版
环境工程专业实践方案
芬
顿
试
剂
氧
化
技
术
的
应
用
组员：
王杰、王群超
王维、王秋林
芬顿试剂氧化技术应用实验
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：
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：
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。
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。
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：
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
编号
1
2
3
4
5
6
7
H2O2
mL/L
分光光度
表三
编号
1
2
3
4
5
6
7
pH
分光光度
表四
编号
1
2
3
4
5
6
7
反应时间
min
分光光度
表五
编号
1
2
3
4
5
6
7
投加次数
分光光度
六、实验分析：
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