Fenton氧化法處理印染廢水中光催化的應用拓展

佟博洋

摘 要：主要研究了Fenton氧化法結合光催化降解印染廢水中的羅丹明B，透過單因素實驗探究Fenton氧化法結合光催化降解印染廢水中的羅丹明B的最佳條件。實驗結果表明，當H2O2投加量為0.2ml，Fe2+投加量為0.1ml，PH值為3.1，有光催化，燃料濃度為2mg/L時，印染廢水中的羅丹明B的去除率最大，基本可以達到90%。

關鍵詞：環境科學;污水凈化;光催化

中圖分類號：X791 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）01-0009-02

0 引言

自改革開放以來隨著人們文化水平的提高和精神生活的豐富，我國印刷品行業得到了空前未有的發展。但是由于印刷量的增多印染廢水的處理也開始引起人們的重視。不當處理會導致未被完全清理的染印廢水直接排入水體從而污染整個水體;更為嚴重的是這些污水如果參與了城市的生活用水循環并被居民接觸會誘發癌癥，畸形和基因突變。傳統的處理方法有諸多短板不適合在短時間內處理大量污水。而FENTON凈化法的最大優勢就是時間短，凈化效率高適用于城市快節奏的生產生活，本文著重于研究光催化對FENTON凈化法的效率提升，從而對這種傳統凈化法進行優化以達到適應大規模，普適化采用的目的。

1 實驗準備

1.1 實驗主要設備

756PC紫外可見分光光度計、UV-23W紫外燈、MS104TS電子天平、HJ-2雙頭磁力攪拌器、81-2型磁力攪拌器、PH計、50ml容量瓶、100ml容量瓶、1000ml容量瓶、5ml移液管、1ml移液管、玻璃棒。

1.2 主要試劑

羅丹明B（C27H30N2O7S2）、過氧化氫（H2O2）、硫酸亞鐵（Fe2+）、硝酸（HNO3）。

2 實驗過程

2.1 制備儲配液

用電子天平稱量出10g的硫酸亞鐵粉末，用稱量紙將其倒入100ml容量瓶中并加入去離子水至標準線。

用電子天平稱量出1g的羅丹明B粉末，用稱量紙將其倒入1000ml容量瓶中并加入去離子水至標準線。

2.2 設置單一變量實驗

本實驗共有五個變量H2O2投加量：Fe2+投加量;PH值;燃料濃度;有無光催化。

根據單一變量原則進行實驗改變五個變量其中的一個自變量，控制其余四個不變并觀察因變量也就是去除率的變化。

首先配置五組PH值為7，相同濃度的模擬污染物，防止酸性環境造成羅丹明B的提前分解然后依次用移液管滴加1mg，2mg，3mg，4mg，5mg的過氧化氫溶液并使用分光光度計進行掃描測量其最高吸收峰并繪制函數圖像，如圖1所示。

其次，配置三組相同濃度的污染物，使用移液管滴加硝酸，并將燒杯放置在磁力攪拌器上保證滴加過程中硝酸與溶劑充分混合，滴加適量硝酸使三組試劑的PH值分別保持為2.8、3.1和4.0后使用分光光度計進行掃描測量其最高吸收峰并繪制函數圖像，如圖2所示。

然后，配置三組PH為7，濃度相同的污染物使用移液管滴加硫酸亞鐵溶液，并將燒杯放置在磁力攪拌器上保證滴加過程中硫酸亞鐵溶液與溶劑充分混合，三組硫酸亞鐵溶液的滴加量分別為0.05ml，0.1ml和0.2ml。并使用分光光度計進行掃描測量其最高吸收峰并繪制函數圖像，如圖3所示。

再次，設置四組濃度分別為10mg/L，20mg/L，50mg/L和100mg/L的模擬污染物觀察在沒有任何凈化媒介的添加下其自然降解過程。并使用分光光度計進行掃描測量其最高吸收峰并繪制函數圖像，如圖4所示。

最后，在前幾組實驗的最優環境下，也就是當當H2O2投加量為0.2ml，Fe2+投加量為0.1ml，PH值為3.1，燃料濃度為為2mg/L時，設置兩組實驗，對照組為無光催化，實驗組為有光催化。并使用分光光度計進行掃描測量其最高吸收峰并繪制函數圖像，如圖5所示。

3 實驗設備使用的額外說明與結論

3.1 分光光度計的使用

進行設備調零和自檢，向比色皿中加入去離子水并用吸水紙將外沿的水吸干，將比色皿放入設備中，掃描后建立系統基線。

將需要比對的樣品裝入并分別依據0min、2min、4min、6min、8min、10min的時間進行掃描，將掃描完成后的數據線繪制成函數圖并進行比對以確定實驗結果。

3.2 實驗結論

當H2O2投加量為0.2ml，Fe2+投加量為0.1ml，PH值為3.1，有光催化，燃料濃度為為2mg/L時，印染廢水中的羅丹明B的去除率最大，基本可以達到90%。