电化学在线制备高铁氧化脱色偶氮染料酸性红B的研究.pdf

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1、第24卷第3期环境化学Vo1.24，No.32005年5月ENVIRONMENTALCHEMISTRYMay2005!电化学在线制备高铁氧化脱色偶氮染料酸性红B的研究lll22苑宝玲蓝华春杨业臻刘会娟曲久辉（l福州大学环境与资源学院，福州，350002；2中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室，北京，l00085）摘要模拟染料废水自身的碱度为电化学在线制备高铁提供了碱性环境，研究高铁氧化酸性红B.结果表明，在氢氧化钠投加量为l0g，电流强度为lA，连续搅拌的条件下，酸性红B在31后的脱色率

2、可达到90%以上，增大酸性红B的初始浓度，脱色去除率可达到同样的效果，但高铁在单位时间内处理的量相对增大，高铁在线脱色酸性红B的化学氧化反应符合一级反应动力学，同时，根据UV-Vis谱图和模拟电极反应进程对电化学生成高铁氧化酸性红B的降解机理作了初步的探讨.关键词电化学，高铁，脱色，酸性红B.［l-3］近年来，采用电化学方法处理偶氮染料废水，具有很好的脱色效率，在电化学处理染料废水的研究中，一般采用惰性电极，利用电极表面的直接氧化或添加电解质，利用电解过程中产生的活性中间体氧化染料，达到脱色的目的.本

3、文采用铁作阳极，利用染料废水自身的碱度为电化学制备高铁提供碱性环境，无需额外调节［4］pH；同时利用铁电极的阳极溶出氧化在线制备高铁，生成的高铁马上与染料发生氧化脱色反应，这既克服了高铁溶液的不稳定，减少其自身的还原，又利用高铁在水中具有的极强氧化性破坏偶氮染料ARB的发色基团，同时由于电解产物（高铁）的不断消耗，加速了电解反应的进行，使得染料脱色在短时间内完成.l实验部分-l-l采用无隔膜式电解，容积l000m1，模拟有机染料废水酸性红B的浓度为50mg·1—500mg·1.2阳极采用铁网电极，阴极

4、采用钛钌网电极，电极表观有效面积50cm，极间距20mm，使用前铁电极用砂纸打磨光亮，采用79-l型磁力搅拌器增加传质.电解过程采用恒定电流电解，!=0.5—7A，外加电压为6—25V.电解过程主要靠外接电源的电压调节.反应一定时间后吸取适量水样，采用UX-7504型分光光度计测定溶液的吸光度.所有反应均在室温25C左右进行.2结果与讨论2.l不同NaOH投加量对酸性红B的去除效果首先通过空白试验（不加入酸性红B）确定生成高铁的最低NaOH投加量，恒定电流!=lA进行电解试验，由于高铁溶液具有很明显的

5、紫色，通过目测观察阳极高铁的产生.结果表明，氢氧化钠投加量在低于2.5g时，阳极无法生成高铁，因此，电化学合成高铁的最低NaOH投加量为2.5g.-l不同NaOH投加量对在线合成高铁脱色酸性红B的效果（酸性红B的初始浓度为200mg·1）如图l所示.由图l可以看出，当氢氧化钠的投加量为5—50g之间时，酸性红B在21内脱色率就达到了90%以上，脱色速率很快.但随着NaOH投加量的增大，酸性红B的脱色率在相同时间内却有所下降，而且NaOH投加量愈大，脱色效果愈差.这是由于加入氢氧化钠的量太大时，生成的高

6、铁浓度较高，而且在高浓度碱性溶液中高铁酸钠有较好的稳定性，分解反应速度相对慢一些，导致高铁酸钠在电解槽中累积.2004年8月27日收稿.!国家自然科学基金（50308006）；福建省自然科学基金（D03l0007）.3期苑宝玲等：电化学在线制备高铁氧化脱色偶氮染料酸性红B的研究323同时高铁溶液本身呈紫色，高铁酸钠的最大吸收波长（505nm）和酸性红B（516nm）相近，可能干扰了酸性红B的测定，使得以吸光度为基础的酸性红B的去除率出现反常现象.考虑到氢氧化钠的投加量在5—50g，脱色效果都很好，增大

7、NaO~投加量，意味着增加处理成本，而且未带来脱色率的显著提高，故本实验选择NaO~的最佳投量为10g.2.2不同电流强度对酸性红的去除效果通过调节电流强度，分别恒定在0.5A，1A，3A，5A，7A，研究不同电流强度对酸性红B脱色率-1的影响，结果如图2所示.酸性红B的初始浓度为200mg·1，氢氧化钠为10g.从图2可以看出，电流密度愈大，酸性红B的电化学氧化速率愈快.其原因可能是随着电流的增大，高铁生成量和速率也随之提高，从而对酸性红B的去除效果也相对增加.另一方面，可能与电极表面的催化氧化有关

8、.图1氢氧化钠投加量对酸性红B去除率的影响图2电流强度对酸性红B去除率的影响Fig.1EffectofNaO~onthedeco1orationofaciaredBFig.2Effectofcurrentonthedeco1orationofacidredB随着电流强度的增大，高铁对酸性红B的去除率虽有提高，但与电流强度的增大幅度相比，脱色率的增幅并不大.这一方面是因为随着电流的增大，阴极析氢量也加大，消耗了一部份高铁.另一方面，在电解过程中，若电流太大