鈦鹽光度法測定Fent on體系中過氧化氫濃度的試驗(yàn)研究

黃燕 楊永遠(yuǎn) 楊湘智 田平 徐軍輝（. 浙江卓錦環(huán)保科技股份有限公司，浙江 杭州30006；. 浙江環(huán)科環(huán)境研究院有限公司，浙江 杭州30006）

0 引言

Fenton技術(shù)是工業(yè)廢水處理中常用的一種高級氧化技術(shù)，它是利用過氧化氫和亞鐵反應(yīng)，生成強(qiáng)氧化性的羥基自由基，進(jìn)而氧化降解廢水中的有機(jī)物[1]。為判定反應(yīng)過程中過氧化氫的使用效率，以及亞鐵和過氧化氫投加的合適比例，研究者常進(jìn)行反應(yīng)后溶液中剩余過氧化氫含量的測定。

鈦鹽光度法可用于測定過氧化氫含量，其原理是過氧化氫與鈦離子在酸性溶液中形成穩(wěn)定橙色絡(luò)合物——過鈦酸（pertitanic acid），此絡(luò)合物顏色的深淺與樣品中過氧化氫的含量成正比[2-5]。針對Fenton體系處理工業(yè)廢水中的實(shí)際情況，本文對鈦鹽光度法測定過氧化氫時(shí)鈦鹽用量、顯色時(shí)間、溶液pH和干擾離子等因素進(jìn)行試驗(yàn)研究，并通過加標(biāo)回收法測定鈦鹽光度法的準(zhǔn)確度，同時(shí)對高錳酸鉀法和鈦鹽光度法測定過氧化氫的結(jié)果進(jìn)行對比分析。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要試劑與儀器

草酸鈦鉀，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；30%過氧化氫，天津化學(xué)試劑三廠；高錳酸鉀，上海試劑三廠。以上試劑均為分析純。

上海精科752N分光光度計(jì)，雷磁pHS-3C 型精密pH計(jì)，天瑞HH-4雙列四孔恒溫水浴鍋

1.2 實(shí)驗(yàn)過程

在一定pH體系中，將一定量的待測溶液加入50mL具塞比色管中，分別加入一定量的草酸鈦鉀溶液（0.05mol/L），稀釋至刻度線后蓋上蓋子搖勻靜置一定時(shí)間，用10mm比色皿在最大吸收波長處，以同樣條件的蒸餾水作參比，測定其吸光度。

2 結(jié)果與討論

2.1 實(shí)驗(yàn)條件與影響因素分析

2.1.1 吸收波長

表1 溶液中氯離子濃度對吸光度的影響

表2 溶液中Fe3+濃度對吸光度的影響

表3 溶液中SO2-4 濃度對吸光度的影響

在不同波長下測定草酸鈦鉀與過氧化氫形成絡(luò)合物溶液的吸光度，得到吸收曲線，在波長為385nm處得到最大吸光度。

2.1.2 草酸鈦鉀用量確定

通過改變顯色劑草酸鈦鉀的用量進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，以確定合理的顯色劑用量。結(jié)果表明，當(dāng)顯色劑加入量為3mL 時(shí)，形成的絡(luò)合物溶液的吸光度最大，顯色效果最好。

2.1.3 顯色時(shí)間確定

做不同顯色時(shí)間下溶液吸光度的對比試驗(yàn)，選取8 min 為顯色時(shí)間。

2.1.4 溶液pH影響

測定樣品pH 為3、4、5 和6 時(shí)，過氧化氫濃度的變化情況。結(jié)果顯示，pH 為3、4、5 和6 時(shí)，擬和曲線分別為y=0.0351x+0.018(R2=0.9992)、y=0.0344x + 0.0151(R2=0.9992)、y=0.0344x +0.0146(R2=0.9991)和y=0.0351x+0.0047(R2=0.9999)，pH 的變化對過氧化氫濃度測量的影響很小。考慮實(shí)際Fenton 體系最適反應(yīng)條件，選取pH為3進(jìn)行后續(xù)研究。

2.1.5 鹽度影響

考慮到工業(yè)廢水Fenton 技術(shù)處理過程中常見的鹽離子干擾，選取Cl-、Fe3+、和SO2-4這三種離子來進(jìn)行研究。

2.1.5.1氯離子

氯離子對過氧化氫濃度影響見表1。隨著鹽度的增加，吸光度呈下降趨勢，氯離子濃度在10 g/L 內(nèi)時(shí)，吸光度降低程度在3%以內(nèi)，氯離子濃度在100 g/L以內(nèi)時(shí)，吸光度降低在6.33%以內(nèi)。工業(yè)廢水的氯離子濃度整體偏高，高氯廢水對鈦鹽光度法檢測過氧化氫濃度影響不太。

2.1.5.2鐵離子（Fe3+）

鐵離子對過氧化氫濃度影響見表2。由表2 可知，隨著溶液中鐵離子濃度的增加，吸光度也隨之增加。當(dāng)鐵離子在40mg/L以內(nèi)時(shí)，吸光度的影響可控制在10%左右，當(dāng)繼續(xù)增加溶液中鐵離子濃度時(shí)，吸光度不斷上升，偏差可達(dá)80%左右。實(shí)驗(yàn)過程中我們觀察到，當(dāng)鐵離子濃度大于60mg/L時(shí)，顯色時(shí)間內(nèi)比色管中的溶液由清變濁，此時(shí)濁度對吸光度有較大的影響。

2.1.5.3硫酸根（SO2-4）

硫酸根對過氧化氫濃度影響見表3。溶液中硫酸根濃度在25g/L內(nèi)時(shí)，吸光度基本不變，硫酸根對過氧化氫濃度檢測的影響較小。

2.1.6 回收率試驗(yàn)

配置一定濃度的過氧化氫溶液為本底，進(jìn)行加標(biāo)回收率試驗(yàn)，結(jié)果如表4 所示。由表4 可知，加標(biāo)回收率為99.65%～100.17%，鈦鹽光度法測定過氧化氫濃度具有較高的準(zhǔn)確度和精密度。

表4 回收率試驗(yàn)

3 結(jié)語

鈦鹽光度法的最適檢測條件如下：檢測波長385nm，顯色劑加入量3mL，顯色時(shí)間8 min。Fenton 體系中溶液pH 的變化對過氧化氫濃度測量的影響很小；氯離子濃度在100 g/L 以內(nèi)時(shí)，吸光度降低在6.33%以內(nèi)；鐵離子在40mg/L以內(nèi)時(shí)，吸光度的影響可控制在10%左右，當(dāng)繼續(xù)增加溶液中鐵離子濃度時(shí)，吸光度不斷上升，偏差可達(dá)80%左右；溶液中硫酸根濃度在25g/L內(nèi)時(shí)，吸光度基本不變，硫酸根對過氧化氫濃度檢測的影響較小。加標(biāo)回收率試驗(yàn)顯示回收率為99.65%～100.17%。