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++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。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、Na2C2O4、蒸馏水实验步骤：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2g/l、3g/l、4g/l、5g/l、6g/l、7g/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20ml/l、30ml/l、40ml/l、50ml/l、60ml/l、70ml/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）附COD检测方法：（1）．0.01mol/L(1/5KMnO4)标准溶液标定：准确称取0.15~0.20g（准确至±0.0001g）经烘干的基准Na2C2O4于100ml烧杯中，以适量水溶解，加入1ml1:3H2SO4移入250ml容量瓶以水稀释至刻度，摇匀。移取20.00ml上液，加入5ml1:3H2SO4，加热至60~80℃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10.00mlKMnO4标准溶液，5ml1:3H2SO4和几粒沸石，加热煮沸10分钟，立即加入10.00mlNa2C2O4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60℃，应加热至60~80℃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: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)×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'数据处理计算草酸钠的物质的量Mmn错误!未指定书签。2、计算草酸钠的浓度vnc3、高锰酸钾标定时用量为V2mL，根据2211VCVC计算出高锰酸钾的浓度2112VVCC4、根据高锰酸钾浓度为0.01是耗氧量=高锰酸钾的体积0.8得当高锰酸钾浓度为C2时耗氧量=高锰酸钾的体积01.08.02C所以有01.08.0211CVCOD01.08.0222CVCOD，COD去除率/%空白对照101.08.02,1CV空白对照201.08.02,2CV取平均值得COD