光助fenton 催化氧化反应降解孔雀石绿试验研究[j]

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1、光助Fenton催化氧化反应降解孔雀石绿试验研究郑怀礼，彭德军重庆大学化学化学化工学院,重庆400044摘要论文研究了光助Fenton催化氧化反应降解染料孔雀石绿。研究的主要内容包括：孔雀石绿的特征波长及吸光度曲线、孔雀石绿的浓度-吸光度标准曲线、初始pH值对降解效果的影响、Fe2+的优化用量试验、H2O2的优化用量试验、不同光源对孔雀石绿降解效果的影响。通过研究获得了降解孔雀石绿染料溶液的优化实验条件。研究表明，太阳光照能够有效的促进孔雀石绿染料的降解脱色，且大大缩短反应时间；在引入阳离子交换树脂后，可增强Fenton试剂氧化反

2、应的活性，降解效果更好。主题词孔雀石绿；降解；Fenton反应；光催化氧化；染料中图分类号：O643文献标识码：A引言光助芬顿反应(Photo-Fenton，sreaction)是一种基于羟基自由基反应的高级氧化处理方法，由于羟基自由基的强氧化性，近年来这类处理方法受到研究人员的关注[1]。2005年6月5日，英国食品标准局在英国一家知名超市连锁店出售的鳗鱼体内发现致癌物“孔雀石绿”成分，有关方面将此事迅速通报给欧洲国家所有的食品安全机构，很快，全球发出了继“苏丹红1号”后又一食品安全警报——致癌物“孔雀石绿”。孔雀石绿又名孔雀绿

3、，呈蓝绿色有金属闪光的结晶，易溶于水，属于二氨基三苯甲烷类染料，常用符号MG表示。孔雀石绿在不同的药用染料中，是抗菌性较强的一类。科研结果表明，孔雀石绿具有高毒素、高残留和致癌、致畸、致突变等副作用。鉴于孔雀石绿的危害性，许多国家都将孔雀石绿列为水产养殖禁用药物。我国也于2002年5月将孔雀石绿列入《食品动物禁用的兽药及其化合物清单》中，禁止用于所有食品动物。孔雀石绿在不同的酸性介质中能结合质子呈阳离子形态存在于溶液中，随着介质酸度的变化可逐个质子化而形成带有两个或更多电荷的阳离子，同时呈现不同颜色。当pH<2时，孔雀石绿溶液就会

4、变成黄褐色，不利于研究其吸光度和脱色率，所以在调节溶液的pH值时一般不能低于2。孔雀石绿之类的合成有机染料，大多属于持久性难降解有机物，会对受纳水体产生较大有机性污染，带有使人不愉快的各种颜色，对水体的生态系统带来较大的破坏。染料废水是我国目前几种难治理的废水之一，具有种类多、有机污染物含量高、水质成分复杂、色度深、毒性大的特点。随着染料和印染工业的迅速发展，对环境的危害日趋严重[2-3]。光催化氧化反应可利用光和氧化剂联合作用产生的强烈氧化作用，可降解分解有机污染物质[4-6]。这种方法具有简便、快速、无二次污染的特点，属于绿色

5、环保处理技术。本文对染料孔雀石绿进行了光助芬顿反应降解试验研究，研究表明光助芬顿反应对降解孔雀石绿是有效的。本文在研究光助Fenton氧化反应的同时，还在Fenton体系中引入了阳离子交换树脂作为载体，利用离子交换树脂的交换性能把Fe2+固定在树脂中，然后再与H2O2进行反应，降解水中的水溶性染料孔雀石绿，取得了满意的效果。1实验部分61.1实验试剂与仪器1.0g·L-1的孔雀石绿；2.0g·L-1的FeSO4·7H2O溶液；30%的H2O2溶液；0.10mol·L-1的HCl溶液；0.10mol·L-1的NaOH溶液；强酸性苯乙

6、烯阳离子交换树脂（上海化学试剂公司）。TU-1810紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）；光栅722分光光度计（四川仪表九厂）；PHS—3C型精密酸度计（上海电光器件厂）；450W自镇流荧光高压汞灯（上海港浩灯具厂）；HH-5型化学耗氧量测定仪（江苏江分电分析仪器有限公司）。1.2分析方法孔雀石绿的特征波长及吸光度曲线由TU-1810紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）测定；孔雀石绿的浓度采用光栅722分光光度计测定吸光度；pH数值由PHS—3C型精密酸度计（上海电光器件厂）测定；COD数值采用中华人民

7、共和国国标GB11914-89测定。1.3实验方法取250mL10mg•L-1染料孔雀石绿溶液于500mL烧杯中,用0.10mol•L-1的HCl和0.10mol•L-1的NaOH调节pH至所需值,然后加入一定量的30%的H2O2和Fe2+离子溶液,充分搅拌，在一定光源条件下，反应一定时间后，测定吸光度和COD，计算脱色率及COD去除率。2结果与讨论2.1孔雀石绿的特征波长及吸光度曲线取10mg•L-1的孔雀石绿溶液，用TU-1810紫外可见分光光度计测其波长—吸光度曲线，实验结果见图1。由图1知，其特征吸收波长为610nm，吸光

8、度为1.315。2.2测孔雀石绿的浓度-吸光度标准曲线分别稀释浓度为10mg•L-1的孔雀石绿溶液若干倍，在其特征吸收波长下测其吸光度,作浓度—吸光度标准曲线，实验结果见图2。由图2知，在一定浓度范围内，吸光度和浓度呈线形关系，因此，在催化氧化降解