Fenton試劑處理實驗室次甲基藍廢水的研究

李承志 周嘉昕 晏敏 黃雅玲 張文雅

【摘 要】本文探討了Fenton試劑催化分解實驗室產生的次甲基藍廢水。實驗分別探究亞鐵離子、過氧化氫、PH、時間對次甲基藍分解率的影響。結果表明，Fenton試劑對次甲基藍的分解率可以達到98%以上。

【關鍵詞】次甲基藍；Fenton試劑；亞鐵離子

中圖分類號： X703 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）27-0053-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.27.023

【Abstract】This paper focuses on the Fenton reagent catalytic decomposition of methylene blue wastewater generated laboratory， The effects of ferrous ion， hydrogen peroxide， PH and reaction time on the decomposition rate of methylene blue were studied. The results showed that Fenton reagent methylene blue treatment works well， the decomposition rate of methylene blue reached more than 98%.

【Key words】Methylene blue； Fenton reagent； Fe2+

大學實驗室經常會產生一些有機廢水，這些廢水具有污染物種類單一，含量確定，且廢水總量也不多等特點。如在多種廢水混合之前對濃度較高的單一污染物廢水進行處理，可以起到事半功倍的效果。例如化學實驗中常產生次甲基藍廢水[1-2]，它直接進入自然界會影響水體，造成環境污染。本文選用Fenton試劑來處理化學實驗室產生的次甲基藍廢水，考察了溶液PH值、H2O2濃度、Fe2+濃度等因素對處理效果的影響。

1 實驗

1.1 實驗試劑與儀器

次甲基藍；硫酸亞鐵銨；硫酸鐵銨；30%雙氧水；鹽酸；氨水；721G分光光度計；分析天平；pH計；燒杯、移液管、容量瓶等。

1.2 實驗內容

取40mL次甲基藍模擬廢水若干份，加入適量過氧化氫溶液，改變硫酸亞鐵銨溶液的用量，反應120min后，測定其吸光度，計算出次甲基藍的分解率，同理，探討H2O2濃度、溶液PH及反應時間對次甲基藍分解的影響。

1.3 分析方法

用721G分光光度計，采用標準工作曲線法測定次甲基藍含量；用PHS-3C型酸度計測定溶液PH值。

2 結果與討論

2.1 Fe2+濃度對次甲基藍分解的影響

Fenton試劑具有非常強的氧化能力，Fenton體系中過氧化氫在亞鐵離子催化作用下，可以產生更多的羥基自由基， Fenton體系產生·OH的機理如下[3]：

Fe2+在Fenton反應體系中起同質催化劑的作用，反應體系中Fe2+的存在會促進H2O2分解出·OH，促進反應，具體情況如表1：

由表1可以看出，反應剛開始的時候，隨著硫酸亞鐵銨用量的增加，產生的·OH也隨之增加，所以次甲基藍的分解率逐漸增大，當硫酸亞鐵銨的投加量為2.0ml的時候，次甲基藍的分解率達到98%以上，但繼續增加投量，分解率變化不大，這是因為次甲基藍已基本分解完全，所以本實驗確定的最佳硫酸亞鐵銨的用量為2.0ml/40ml。

2.2 H2O2濃度對次甲基藍分解的影響

在一定的范圍內，次甲基藍的分解率隨H2O2的投加量的增加而提高，當超過一定范圍后，分解率則基本不變。

由表2可知，當硫酸亞鐵銨的投加量一定時，隨著雙氧水的用量的增加，次甲基藍的分解率逐漸增大，當雙氧水的投加量為2.0ml時，次甲基藍的分解率達到98%以上，所以本實驗確定的雙氧水的最佳用量為2.0ml/40ml。

2.3 PH對次甲基藍分解的影響

Fenton試劑需要在合適的pH條件下才能最大發揮其催化效果。

由表3可以看出，當pH=3時，次甲基藍的分解率最大，達到了98%以上。當pH過高時，溶液中的亞鐵離子會沉淀下去，同時過高的PH會抑制·OH的產生，不利于反應的進行；當PH過低時，氫離子的濃度增加，使得鐵離子難以還原成亞鐵離子，阻礙催化反應。pH的變化對Fenton試劑的催化能力有很大的影響，所以實驗時一定要控制好PH。本實驗確定的最佳PH值為3.0。

2.4 反應時間對次甲基藍分解的影響

次甲基藍的分解率隨著反應的進行而逐漸增大。

由表4可知，次甲基藍的分解率隨著時間的增加而增大，當反應到120min后，分解率基本上不再變化，所以本實驗確定的最佳反應時間為120min。

3 結論

實驗表明，在室溫下，處理0.005%左右的次甲基藍模擬廢水40ml，加入2.0ml30%的雙氧水、1g/L六水合硫酸鐵（Ⅱ）銨2.0ml，PH值保持在3左右、反應120min時，具有顯著效果。

【參考文獻】

[1]復旦大學等編.物理化學實驗[M].北京：高等教育出版社，1999，187-190.

[2]李善評，姜艷艷，陰文杰，曹小紅，崔江杰，曾雪緣.低溫等離子體處理次甲基藍染料廢水實驗[J].實驗室研究與探索，2013，32（2）：17-34.

[3]高麗，馬紅竹，王博.超聲/臭氧聯合技術處理次甲基藍廢水[J].陜西師范大學學報，2010，38（6）：57-58.