Cu_Fe_H_2O_2协同催化氧化降解甲基橙

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1、第38卷第3期中南大学学报(自然科学版)Vol.38No.32007年6月J.Cent.SouthUniv.(ScienceandTechnology)Jun.2007Cu(Ⅱ)-Fe(Ⅱ)-H2O2协同催化氧化降解甲基橙徐夫元，宋天顺，陈英文，沈树宝(南京工业大学制药与生命科学学院，江苏南京，210009)摘要：考察pH值、温度、H2O2、Cu(Ⅱ)和Fe(Ⅱ)添加量对Cu(Ⅱ)-Fe(Ⅱ)-H2O2催化氧化降解甲基橙(MO)的影响。提出了羟基自由基降解甲基橙的机理，并通过数据处理得到了甲基橙的降解动力学模型。研究结果表明：Cu(Ⅱ)和Fe(II)对甲基橙的降解存在协同催化

2、效应，处理200mL质量浓度为1.5g/L的甲基橙模拟废水的最佳催化氧化条件为：pH3.0，温度60℃，过氧化氢(体积分数30%)10g/L，硫酸铜4.0g/L，硫酸亚铁0.1g/L，反应速率常数−10.943min；Cu(Ⅱ)-Fe(Ⅱ)-H2O2催化体系对甲基橙的降解速率高，5min即可实现对甲基橙的完全降解。关键词：催化氧化;甲基橙;铜;亚铁;过氧化氢;反应速率常数中图分类号：O643.6文献标识码：A文章编号：1672-7207(2007)03−0480−06SynergeticdegradationofCu(Ⅱ)-Fe(Ⅱ)-H2O2formethylorangeX

3、UFu-yuan,SONGTian-shun,CHENYing-wen,SHENShu-bao(CollegeofLife-scienceandPharmacy,NanjingUniversityofTechnology,Nanjing210009,China)Abstract:TheeffectsofpHvalue,temperature,andthequantitiesofH2O2,Cu(Ⅱ)andFe(Ⅱ)onthedegradationefficiencyofCu(Ⅱ)-Fe(Ⅱ)-H2O2formethylorange(MO)wereinvestigated,and

4、thesynergeticcatalyticeffectsofCu(Ⅱ)andFe(Ⅱ)onthecatalyticoxidationformethylorangewerefound.ThemechanismofproducinghydroxylradicalsbyCu(Ⅱ)orFe(Ⅱ)anditscatalyticoxidationmechanismformethylorangewereproposed,andtheoveralloxidationdynamicequationwasobtained.Theresultsshowthattheoptimumconditio

5、nsofdegrading200mLmethylorangesimulatedwastewaterareobtainedasfollows:theconcentrationof1.5g/L,pH3.0,temperature60℃,H2O210.0mg/L,−1CuSO44.0g/LandFeSO40.1g/L.Theconstantofreactionrateis0.943min.ThedegradationrateofCu(Ⅱ)-Fe(Ⅱ)-H2O2formethylorangeishigh,i.e.methylorangecanbecompletelydegradedw

6、ithin5min.Keywords:catalyticoxidation;methylorange;copper;ferrous;hydrogenperoxide;constantofreactionrate人们关于催化氧化处理染料废水的研究较多集中本文作者选取染料甲基橙为降解对象，考察在以过渡金属为催化剂、以过氧化氢为氧化剂的催化Cu(Ⅱ)-Fe(Ⅱ)-H2O2对甲基橙的催化氧化降解效果。由氧化体系。该体系对污染物氧化彻底，处理效率高，于该染料毒性较高、结构复杂并难于生物降解，研究不会带来二次污染，但对采用2种催化剂均相复合催其降解性能对于其他染料和指示剂体系的催化氧化降

7、[1]化氧化处理废水的研究鲜有报道。解具有普遍的参考价值。收稿日期：2006−06−28基金项目：国家高技术研究发展计划资助项目(20060102Z2009);国家自然科学基金资助项目(20376034);江苏省自然科学基金资助项目(BK2006181);江苏省省级污染防治专项资金资助项目(2006-1-W-19)作者简介：徐夫元(1982−)，男，江苏新沂人，博士研究生，从事废水处理的研究通讯作者：沈树宝，男，教授；电话：025-83587349；E-mail:zsbshen@njut.edu.cn第