芬顿试剂氧化技术应用试验

芬顿试剂氧化技术应用实验实验目的：探究对芬顿试剂氧化能力的影响因素，确定其最佳氧化条件。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+ +H O =Fe 3+ +OH-+HO2 2Fe3+ +H O +OH-=Fe 2+ +H O+HO2 2 2Fe3+ +H O =Fe 2+ +H+ +HO2 2 2HO +H O =H 0+0 t+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。实验装置与设备：摇床振荡器、锥形瓶、减压过滤装置、电加热器、pH 计、容量瓶、实验药品： FeSO4.7H2O、H2O2(30%)、稀硫酸、高锰酸钾、Na C O、蒸馏42222 2 4水实验步骤：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1-6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 1-6 号锥形瓶中 FeSO4.7H2O 为 2 g/l、3 g/l、4 g/l、5 g/l、6 g/l、 7 g/l。5、将1-6号锥形瓶置于摇床反应半小时。6、测定处理后COD并记录，计算COD去除率，并记录在表一中。二、h2o2投加量的影响1、分别取100ml废水置于6个锥形杯中，编号1-6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 20 ml/l、30 ml/l、40 ml/l、50 ml/l、60 ml/l、70 ml/l 的 H2O2（30%）。5、将1-6号锥形瓶置于摇床反应半小时。6、测定处理后COD并记录，计算COD去除率，并记录在表二中。三、反应时间的影响1、分别取100ml废水置于6个锥形杯中，编号1-6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20、30、40、50、60、70分钟。6、测定处理后COD并记录，计算COD去除率，记录在表三中。四、光芬顿法和普通芬顿法的比较1、分别取100ml废水于两个锥形瓶中，编号1、2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、 1号锥形瓶置于室外阳光下反应三中得出最佳时间，2号锥形瓶置于室 内阴暗处反应相同时间。6、测定处理后COD并记录，计算COD去除率，并记录在表四中。去数据记录：表一 FeSO4.7H2O投加量的影响结果编号123456处理前 COD/（mg/l）处理后 COD/（mg/l）COD去除率/%表二 H2O2投加量的影响结果编号123456处理前 COD/（mg/l）处理后 COD/（mg/l）COD去除率/%表三反应时间的影响结果编号123456处理前 COD/（mg/l）处理后 COD/（mg/l）COD去除率/%表四普通芬顿法与光芬顿法比较结果编号12处理前 COD/（mg/l）处理后 COD/（mg/l）COD去除率/%附COD检测方法：(1) . 0.01mol/L (l/5KMnO4)标准溶液标定：准确称取0.150.20g (准确至土 O.OOOlg )经烘干的基准 Na2C2O4于 100ml烧杯中，以适量水溶解，加入 1ml 1:3H2SO4移入250ml容量瓶以水 稀释至刻度，摇匀。移取20.00ml上液，加入5ml 1:3 H2SO4 ,加热至6080 C 间，以待标的KMnO4溶液滴至微红色(30秒不变)为终点。(2) .酸性溶液中测定COD:取10.00ml水样于250ml锥形瓶中，用蒸馏水稀至100ml，加入10.00ml KMnO4标准溶液，5ml 1:3 H2SO4和几粒沸石，加热煮沸10分钟，立即加 入10.00ml Na2C2O4溶液(此时应为无色，若仍为红色，再补 5.00ml )，趁 热用KMnO4溶液滴至微红色(30秒不变即可。若滴定温度低于60C，应 加热至6080 C间进行滴定)。重复做一次并做二次空白(以蒸馏水取代样 品，按同样操作进行)试验(3) 计算时高锰酸钾消耗量要折算成氧的量：女如高锰酸钾浓度为0.01N那么耗氧量(mg/L)=高锰酸钾的体积(mL) X 0.8 所得数据：草酸钠质量m高锰酸钾标定时所用体积 V水样滴定所用高锰酸钾体积V1,V2空白对照所用高锰酸钾体积 V1 V2数据处理m n =- 计算草酸钠的物质的量Mnc =错误！未指定书签。2、计算草酸钠的浓度V3、高锰酸钾标定时用量为 V2 mL，根据C1V1 = C2V2计算出高锰酸钾的浓度C =-2 V24、根据高锰酸钾浓度为0.01是耗氧量=高锰酸钾的体积x 0.8得当高锰酸钾Cx 0.8 x2- 浓度为C2时耗氧量=高锰酸钾的体积001CCOD = V x 0.8 x 2_2 2 0.01CCOD = V x 0.8 x所以有1 1 0.01C=V x 0.8 x 2 空白对照11.01=V空白对照22Cx 0.8 x 20.01取平均值得COD