微波-过氧化氢系统催化降解苯酚水溶液

第58卷第7期化工学报Vol158No172007年7月JournalofChemicalIndustryandEngineering(China)July2007研究论文微波/过氧化氢系统催化降解苯酚水溶液赵德明,金宁人,吴纯鑫(浙江工业大学化学工程与材料学院,浙江杭州310032)摘要:研究了在微波/过氧化氢(MW/H2O2)系统下苯酚的降解效果,并且详细探讨了影响MW/H2O2系统催化氧化降解苯酚的各种因素。实验结果表明:在单独的微波辐照或者过氧化氢氧化下苯酚去除率很小,而在MW/H2O2组合氧化系统中有显著的提高,苯酚降解的拟一级动力学速率常数增强因子可达到5198,表明存在明显的协同效应。另外,在实验中加入Fe2+能加速苯酚的降解。关键词:微波;过氧化氢;苯酚;协同效应;动力学中图分类号:X78;TQ209文献标识码:A文章编号:0438-1157(2007)07-1736-05DegradationofphenolaqueoussolutionusingMW/H2O2systemZHAODeming,JINNingren,WUChunxin(SchoolofChemicalEngineeringandMaterialsScience,ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310032,Zhejiang,China)Abstract:Phenolaqueoussolutionwastreatedbymicrowave(MW)/H2O2combinedtechnologyandtheaffectingfactorswerestudied1ExperimentalresultsshowedthattheremovalefficiencyofphenolwaslowwhenmicrowaveirradiationprocessandH2O2oxidationwereusedseparately1MW/H2O2combinedtechnologywasfavorableforenhancingtheremovalefficiencyofphenol,withtheenhancementfactorofthefirst2orderkineticsconstantbeingaround51981ThesynergeticeffectofMW/H2O2combinedtechnologywasobvious1Theco2existenceofFe2+hadsignificantinfluenceuponMW/H2O2combinedtechnology,andFe2+increasedthereactionrate.Keywords:microwave;hydrogenperoxide;phenol;synergeticeffect;kinetics2006-07-27收到初稿,2006-12-07收到修改稿。联系人及第一作者:赵德明(1976—),男,博士,讲师。基金项目:浙江省教育厅科研项目(20060798);浙江工业大学校基金重点项目(20070174)。引言微波(MW)是频率在300MHz～300GHz、波长在1mm～100cm范围内的电磁波,常用频率2450MHz[123]。近年来,人们已逐渐注意到微波在环保领域的应用潜力,在废水、废气、固废的处理等方面都进行了研究[429]。MW/H2O2组合氧化系统是在过氧化氢和微波技术的基础上发展起来的新的高效氧化技术,是通过有机物的热解或与在催化作用下产生的自由基反应生成有机自由基,这些有机自由基与溶解氧进Receiveddate:2006-07-27.Correspondingauthor:Dr.ZHAODeming.E-mail:dmzhao@zjut1edu1cnFoundationitem:supportedbytheScientificResearchFundofZhejiangProvincialEducationDepartment(20060798).一步形成过氧化自由基和过氧化物,引发整个降解过程的进行,最后使有机物完全降解。此技术具有突出的优势和广阔的发展潜力,但是对这一新技术的研究报道较少。酚类物质广泛存在于石化、制药、印染和冶炼等工矿企业排放的难降解有毒有机废水中,具有较大的毒性,不少具有潜在的“三致”作用。含酚废水的处理方法一般有液液萃取法、化学混凝法、活性污泥法等,但存在占地面积大、运行成本高和二次污染等问题[10]。目前,人们正在积极探寻经济、高效、无二次污染的酚类废水处理方法。利用高级氧化技术进行污水治理研究一直是水污染控制与治理领域的热点[11213]。本文研究MW/H2O2系统对苯酚的降解情况,为实际废