催化h2o2氧化降解水中甲基橙的研究

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1、哈尔滨理工大学学士学位论文Fe(II,III)催化H2O2氧化降解水中甲基橙的研究摘要染料行业的迅猛发展导致了严重的水污染，染料废水浓度高、毒性大，对环境及与环境息息相关的人类都具有重大的威胁，所以染料废水是当前水污染问题中急需解决的重要问题。偶氮染料甲基橙溶解在水中对人类具有很强的致癌性，因此对这种染料废水必须采取非常有效的方法进行治理，治理后达到排放标准后才能排入水体。本文采用的是用Fe(II,III)催化过氧化氢(H2O2)氧化降解的方式，即Fenton反应与类-Fenton反应降解甲基橙。以甲基橙作为目标污染物，以Fe(II,III)作为催化剂，用H2O2作为氧化剂，来降解甲

2、基橙。通过控制变量法控制变量，研究Fenton(Fe(II)/H2O2)反应与类-Fenton(Fe(III)/H2O2)反应氧化降解效能，做出考察pH值、Fe(II,III)浓度、H2O2浓度、水中存在阴离子(硝酸根离子(NO3-)、硫酸根离子(SO42-)、氯离子(Cl-))、抑制剂(甲醇、叔丁醇)等影响因素对Fe(II,III)催化H2O2氧化降解甲基橙效能的研究。可以得出如下结论：(1)反应条件需要在酸性条件下，pH越小，反应降解甲基橙速率越快，降解效果越好。反应最佳pH值为3，即pH=3时，甲基橙降解效果越好，降解速率越快。初始溶液中H2O2的浓度越大，甲基橙的降解速率越快

3、，降解效果越好。在Fe(III)催化H2O2降解甲基橙的过程中，H2O2浓度的增加，使得Fe(III)向Fe(II)的转化速率越快，同时也使得羟基自由基的产生速率加快，从而加速了反应的进行。初始溶液中Fe(III)浓度越高，甲基橙降解效率越高，甲基橙降解效果越好。由此可见，Fe(III)浓度的增加会加快Fe(III)催化H2O2氧化降解甲基橙的反应速率，因为Fe(III)浓度增加了，随之而来的Fe(II)浓度也会增大，羟基自由基的产生速率也随之而加快，使得整个反应速度变快。最佳的硝酸铁浓度为1.6mmol/L。(2)阴离子主要考察硝酸根离子，硫酸根离子，氯离子。其中硝酸根离子对甲基橙

4、降解率无明显影响；硫酸根离子浓度越大，甲基橙的降解越慢，降解效果越差；氯离子浓度越大，甲基橙的降解越慢，降解效果越差。由上面的章节可知三种阴离子在相同浓度下对甲基橙降解率：硝酸根离子>硫酸根离子>氯离子。(3)本文只考察两种抑制剂，甲醇和叔丁醇。抑制剂能非常明显的起到在反应体系中对甲基橙的抑制降解效果，由上文可知甲醇对甲基橙的抑制降解效果比叔丁醇好。-III-哈尔滨理工大学学士学位论文关键词　羟基自由基(·OH)；Fe(II,III)；H2O2；甲基橙-III-哈尔滨理工大学学士学位论文Fe(II,III)catalytichydrogenperoxideoxidationdegra

5、dationofmethylorangeinaqueoussolutionAtractTherapiddevelopmentofdyeindustryhasledtoseverewaterpollution.Theenvironmentandhumanshaveasignificantthreatthatishighconcentrationsandtoxicityofdyewastewater,sothedyewastewaterisanimportantissueinthecurrentwaterpollutionproblemsneedingtoberesolved.Methy

6、lorangedissolvedinwaterhashighlycarcinogenictohumans,thereforethewaterofMethylorangeisdischargedintolakesaftermetemissionstandardsbyaveryeffectivemethodoftreatment.Methylorangeisdegradedbyperoxide(H2O2)thatiscatalyzedbyFe(II,III)inthispassage,thatisFentonandlike-Fenton.Methylorangeisdegradedwhe

7、nFe(II,III)iscatalyst,andH2O2isoxidizer.Recordtimewhenreactionstarts,measuretheAorbanceindifferenttimeandcalculateC/C0.Throughcontrollingvariables,researcheffectivenessthatMethylorangeisdegradedinFenton(Fe(II)/H2O2)andlike-Fenton(