微波-过氧化氢协同降解苯酚动力学

第59卷第1期化工学报Vol159No112008年1月JournalofChemicalIndustryandEngineering(China)January2008研究简报微波/过氧化氢协同降解苯酚动力学赵德明,费可方(浙江工业大学化学工程与材料学院,浙江杭州310032)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(2008)01-0101-05Synergetickineticsofphenoldegradationinwaterbyusingmicrowave/H2O2systemZHAODeming,FEIKefang(CollegeofChemicalEngineeringandMaterials,ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310032,Zhejiang,China)Abstract:Thesynergetickineticsofphenoldegradationinwaterbyusingmicrowave/H2O2(MW/H2O2)systemwasstudied1Itwasfoundthatphenoldegradationfollowedpseudo2firstorderreactionandwassignificantlyenhancedandtherateconstantenhancementwasabout5198inthecombinedMW/H2O2system1ThisfactindicatedthatthereexistedsynergeticeffectsintheMW/H2O2process1AsimplifiedmechanisticmodelforphenoldegradationwasproposedtoaccountforthecombinedcontributionofMWradiation,H2O2oxidationandhydroxylradical,andwaswellsuitableforthephenoldegradationinthepresenceofsuperfluousH2O2.Keywords:MW/H2O2;phenol;synergeticeffects;kinetics2007-04-05收到初稿,2007-06-26收到修改稿。联系人及第一作者:赵德明(1976—),男,博士,副教授。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、固体废弃物的处理等方面都进行了研究[128]。微波/过氧化氢(MW/H2O2)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型深度高效氧化技术,它结合了有机物的热解和微波作用下的羟基自由基的降解,最后使有机物完全降解[9216]。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,更未见协同降解动力学的报道。本文在对MW/H2O2氧化工艺处理苯酚废水作了较系统研Receiveddate:2007-04-05.Correspondingauthor:Dr.ZHAODeming.E-mail:dmzhao@zjut1edu1cnFoundationitem:supportedbytheScientificResearchFundofZhejiangProvincialEducationDepartment(20060798)andAcademicFoundationofZhejiangUniversityofTechnology(20070174).究的基础上,从机理上分析、探讨了协同降解的动力学模型,为工程设计提供参考。1实验部分111实验装置实验装置见图1。改装市售功率为750W、频率为2450MHz的家用微波炉,腔体内有固定支撑放置反应器,反应器的周边分别设有进水口、出水图1实验装置Fig11Schematicdiagramofexperimentalapparatus1—microwaveoven;2—addingH2O2;3—reactor;4—lowtemperaturebath;5—sampleoutlet;6—circulationpump口和加样口。通过外循环泵和调节低温恒温浴槽温度控制反应系统温度。112实验方法实验用苯酚溶液自配,取1000ml苯酚溶液放入反应器中,通过控制外循环泵流量和低温恒温反应浴槽温度调节系统中反应液温度在30℃左右。实验时,适量过氧化氢在反应器加样口中加入,同时开启微波,辐射一段时间取样测定该水溶液中的苯酚浓度。11