芬顿试剂实验方案最终版

环境工程专业实践方案芬顿试剂氧化技术的应用组员：王杰、王群超王维、王秋林芬顿试剂氧化技术应用实验一、实验目的：1、探究对芬顿试剂氧化能力的影响因素2、确定其最佳氧化条件。二、实验原理：由亚铁离子与过氧化氢组成的体系，称为芬顿试剂，它能生成强氧化性的羟基自由基，在水溶液中与难降解有机物生成有机自由基使之结构破坏，最终氧化分解。芬顿反应是以亚铁离子为催化剂的一系列自由基反应。主要反应大致如下：Fe2++H2O2==Fe3++OH-+HO·Fe3++H2O2+OH-==Fe2++H2O+HO·Fe3++H2O2==Fe2++H++HO2HO2+H2O2==H2O+O2↑+HO·芬顿试剂通过以上反应，不断产生HO·（羟基自由基，电极电势2.80EV，仅次于F2），使得整个体系具有强氧化性，可以氧化氯苯、氯化苄、油脂等等难以被一般氧化剂（氯气，次氯酸钠，二氧化氯，臭氧，臭氧的电极电势只有2.23EV）氧化的物质。根据上述Fenton试剂反应的机理可知，OH·是氧化有机物的有效因子，而[Fe2+]、[H2O2]、[OH-]决定了OH·的产量，因而决定了与有机物反应的程度。影响该系统的因素包括溶液pH值、反应温度、H2O2投加量及投加方式、催化剂种类、催化剂与H2O2投加量之比等。三、实验装置设备与药品试剂：装置与设备：1、锥形瓶；2、pH计；3、容量瓶；4、烧杯；5、可见分光光度计；6摇床振荡器；7、电加热器；实验药品与试剂：1、FeSO4.7H2O2；2、H2O2(30%)；3、甲基橙印染废水样品；4、稀硫酸;5、蒸馏水水样的选着：实验室采用浓度为50mg/L的甲基橙水溶液作为模拟有机废水。选择甲基橙水溶液作模拟有机废水的原因，只采用甲基橙成分单一，而且甲基橙属于分析纯，相对于工业级的染料能更准确更容易地把握反应的规律和本质。甲基橙操作液的配置：称取0.05g无水甲基橙固体，定容到1000ml的容量瓶即得所需50mg/L操作液现配现用。四、实验步骤：（一）、FeSO4.7H2O投加量的影响1、分别取100ml废水置于6个锥形杯中，编号1-7号。2、用H2SO4溶液调节每个锥形瓶中废水pH为3。3、H2O2(30%)投加量为40ml/L。4、分别控制1-7号锥形瓶中FeSO4.7H2O为2g/L、3g/L、4g/L、5g/L、6g/L、7g/L，7号锥形瓶做空白实验。5、将1-7号锥形瓶置于摇床反应半小时。6、以吸收波长为480nm用分光光度测定各锥形瓶的分光光度，数据记录在表一中。（二）、H2O2投加量的影响1、分别取100ml废水置于7个锥形杯中，编号1-7号。2、用H2SO4溶液调节每个锥形瓶中废水pH为3。3、FeSO4.7H2O投加量控制在一中得出的最佳量。4、分别向1-6号锥形瓶中加20ml/L、30ml/L、40ml/L、50ml/L、60ml/L、70ml/L的H2O2(30%)，7号锥形瓶做空白式样。5、将1-7号锥形瓶置于摇床反应半小时。6、以吸收波长为480nm用分光光度测定各锥形瓶的分光光度，数据记录在表二中。（三）、最佳pH值得确定1、分别取100mL的废水置于7个锥形瓶中，编号1-7。2、用H2SO4溶液调节1-6每个锥形瓶的pH值，分别为2、3、4、5、6，7号锥形瓶做空白实验。3、分别向1-7号锥形瓶中加入FeSO4.7H2O、H2O2(30%)，加入的量控制在一、二中得出的最佳量。4、将1-7号锥形瓶置于摇床反应半个小时。5、以吸收波长为480nm用分光光度测定各锥形瓶的分光光度，数据记录在表三中。（四）、反应时间的影响1、分别取100ml废水置于7个锥形杯中，编号1-7号。2、用H2SO4溶液调节每个锥形瓶中废水pH为3。3、FeSO4.7H2O投加量控制在中一得出的最佳量。4、H2O2(30%)投加量为二中得出的最佳量。5、将1-6号锥形瓶置于摇床分别反应10、20、30、40、50、60分钟。6、以吸收波长为480nm用分光光度测定各锥形瓶的分光光度，数据记录在表四中。（五）、H2O2投加的投加次数的影响1、取7个锥形瓶依次编号数1-6号，分别取100ml的甲基橙印染废水放于其中。剩余一个做空白实验。2、用H2SO4溶液调节每个锥形瓶中废水pH为3。3、分别向所有的锥形瓶中投加0.4g的FeSO4.7H2O2。4、向1号的锥形瓶中投加4ml的双氧水并放于摇床振荡器上。5、确定最佳投加时间后，对于其他的锥形瓶，按编号从2到6分别投加2ml、1.3ml、1ml、0.8ml、0.7ml按投加次数2、3、4、5、6分别每隔2min投加一次。并及时放于摇床振荡器上。6、所有锥形瓶放于摇床振荡器上震荡最佳反应时间为止。7、对于空白实验，与其他锥形瓶一样，依次调节pH值、投加0.4g的FeSO4.7H2O2、4ml的双氧水并放于振荡器上震荡相同时间。8、以吸收波长为480nm用分光光度测定各锥形瓶的分光光度，数据记录在表五中五、数据处理：吸光度采用722型光栅分光光度计来测定。脱色率计算公式为：η=00)(AAA╳100%。其中：η：为脱色率。A0：为反应前的吸光度值。A：为反应后的吸光光度值。通过不同反应条件下脱色率的比较，确定最佳芬顿试剂催化氧化甲基橙水溶液的最佳反应条件表一编号1234567FeSO4.7H2Og/L分光光度表二编号1234567H2O2mL/L分光光度表三编号1234567pH分光光度表四编号1234567反应时间min分光光度表五编号1234567投加次数分光光度六、实验分析：