苋菜红在掺杂氟的二氧化锡导电玻璃上的电化学降解

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1、第30卷第11期环境化学Vo1．30，No．112011正11月ENVIRONMENTALCHEMISTRYNovember2011苋菜红在掺杂氟的二氧化锡导电玻璃上的电化学降解陈毅挺黄露林棋(闽江学院化学与化学工程系，福州，350108)摘要构建了一套可以实时监测苋菜红降解情况的设备，探讨了苋菜红在掺杂氟的二氧化锡导电玻璃上的电化学降解方法．考察了支持电解质、外加电压、溶液pH、降解时间等因素对染料去除率的影响．结果表明，控制外加电压为6V，用含0．03mol·L氯化钠为支持电解质(pH8．0)，电解苋菜红溶液(12．0mg·L)10rain后，苋

2、菜红的去除率可达到87％．同时，通过紫外可见吸收光谱仪、荧光光谱仪、总有机碳测定仪等初步探讨了苋菜红的降解行为，其降解符合一级反应的特性，并有部分有机碳转变成为无机碳．关键词FFO，苋菜红，降解．苋菜红做为一种偶氮型的食用色素，因其成本低色泽鲜艳、着色力强，被广泛用于食品]、切花2J、药物J、纺织品的染色．在染料合成和印染过程中，有不少染料排人污水处理系统或直接排入自然环境中J，这不仅影响水质，还可能通过生物链影响各类生物与人类的健康J．因此研究该类化合物的降解具有极其重要的意义．目前，苋菜红的去除方法有光催化法]、吸附法、生物法、电化学处理法。等．

3、其中，电化学处理技术是指在外加电场的作用下，在特定的电化学反应器内，通过一系列化学反应、电化学过程或物理过程，产生大量的自由基，进而利用自由基的强氧化性对废水中的污染物进行降解的技术过程．它具有多功能性、高度的灵活性、无污染或少污染性、易于控制性、经济性等特点．在国外，电化学处理技术被称为“环境友好”技术，在绿色工艺方面极具潜力。．掺杂氟的二氧化锡导电玻璃(简称FFO导电玻璃)的原材料低廉易得、耐热性较好、工艺设备简单¨，具有良好的导电性和光学性能，在许多主动和被动的光电器件中有着广泛的应用．本文使用FTO导电玻璃进行电化学降解研究，以FTO导电玻璃

4、和铂柱电极构成电解体系，设计了一套可以实时监测苋菜红降解情况的设备，相比以往的设备需要一段时间取出溶液进行分析，这套仪器的操作更加方便，有助于把握细节情况．1实验部分1．1主要仪器与试剂苋菜红(分析标准品)，购自上海晶纯实业有限公司；其余试剂均为分析纯，实验用水为去离子水．UV一2550紫外可见分光光度计(日本岛津)；722型可见分光光度计(上海光谱仪器有限公司)；F一380荧光光度计(天津港东)；TOC．VPH有机碳测定仪(日本岛津)；WS—YL数字稳压稳流电源(南京桑力电子设备厂)；BS．214D电子分析天平(北京赛多利斯仪器系统有限公司)；pF

5、L／ISE一828测试仪(奥立龙)．1．2实验方法选用FTO导电玻璃和铂柱电极，置于3cm石英比色皿中(装置见图1)，并置于紫外可见分光光度计或可见分光光度计中(处于避光状态)，通过控制外加电压大小、通电时间、溶液环境等实验条件，考察苋菜红在电解过程中的脱色情况．为了避免日光对苋菜红的破坏作用，所有的实验包括电降解过程均2011年1月19日收稿．福建省青年人才创新项目(2010J05029)；福建省教育厅科技项目(JA10222，JA11194)；食品安全教育部重点实验室(福州大学)开放基金(FS10002)；福建省高校杰出青年科研人才培育计划资助．

6、通讯联系人，E—mail：fjcyt@foxmail．com环境化学30卷在暗室中进行，室温控制在25℃．入射光比色皿玻璃图1光谱电解池Fig．1Thespectra—electrolyticcell分别取电解10rain前后的苋菜红溶液，利用紫外一可见分光光度计在220—700nm之间扫描读取紫外可见吸收光谱图；利用荧光光谱仪进行三维荧光扫描；并使用总有机碳测定仪测定电降解前后溶液中的有机碳(TOC)和无机碳(Ic)．2结果与讨论2．1苋菜红吸收光谱曲线测量12mg·L的苋菜红溶液在波长为220—700nlTl间的吸光度，获得其吸收光谱，结果如图2

7、所示．由图2中可见，当波长为522nm的时候苋菜红有最大吸收，这是一N—N一与萘环所形成的大共轭体系的吸收峰，同时在280nm和330nm处也有吸收峰，是由萘环不饱和共轭体系所引起的．而电化学降解后，苋菜红的降解溶液在522nm处几乎没有吸收．因此，为了更好监i贝0苋菜红的去除率，利用苋菜红溶液在522nm处的吸光度变化来表征其浓度的变化情况．为了建立苋菜红浓度与吸光度的关系，分别配置一系列不同浓度的苋菜红溶液，测其在522nm处的吸光度，并绘制工作曲线(图3)，其线性方程为：A=0．0827×c一0．0292，线性相关系数为0．9996，式中，A为

8、吸光度，c为苋菜红浓度(mg·L)．在降解过程中，通过测定苋菜红的吸光度来确定其浓度．其去除率计算方法为：去