甲基橙废水的均相催化氧化降解研究_赵彦巧

甲基橙废水的均相催化氧化降解研究赵彦巧，李建颖，王文忠（天津商业大学生物技术与食品科学学院，天津市食品生物技术重点实验室，天津300134）［摘要］考察了温度，pH，H2O2、CuSO4和FeSO4添加量对催化氧化降解甲基橙的影响。结果表明：CuSO4和FeSO4对甲基橙的降解存在协同催化作用，150mL质量浓度为1.5g/L甲基橙模拟废水的最佳降解条件为：温度60℃、pH=3.0、过氧化氢3.75mL、硫酸铜0.75g、硫酸亚铁0.04g。［关键词］催化氧化；甲基橙；硫酸铜；过氧化氢；硫酸亚铁［中图分类号］TQ032.4；X703.1［文献标识码］A［文章编号］1005-829X（2011）02-0050-04StudyonthehomogeneousphasecatalyticoxidationdegradationofmethylorangewastewaterZhaoYanqiao，LiJianying，WangWenzhong（TianjinKeyLaboratoryofFoodBiotechnology，CollegeofBiotechnologyandFoodScience，TianjinUniversityofCommerce，Tianjin300134，China）Abstract：Theeffectsoftemperature，pH，andthedosagesofH2O2，CuSO4andFeSO4onthedegradationrateofmethylorangehavebeeninvestigated.TheresultsshowthatCuSO4andFeSO4havesynergeticcatalyticeffectsonthedegradationofmethylorange.Theoptimumconditionsfordegrading150mLofmethylorangesimulatedwastewaterwhoseconcentrationis1.5g/Lareobtainedasfollows：thedegradationrateofmethylorangeisthehighest，whenthetemperatureis60℃，pHis3.0，H2O2is3.75mL，CuSO4is0.75gandFeSO4is0.04g.KeyWords：catalyticoxidation；methylorange；coppersulfate；hydrogenperoxide；ferroussulfate甲基橙属于偶氮化合物，被广泛用于酸碱指示剂，是有代表性的染料之一，具有较高毒性和生物难降解性，研究其降解性能对其他染料的降解研究具有普遍的参考价值。近年来用催化氧化法处理染料废水的研究〔1-5〕越来越多，其中Fenton试剂在污水处理及染料降解中有着广泛的应用，但是传统的Fenton试剂氧化能力相对较弱，絮凝时产生的污泥含有大量的杂质，仍需要处理。因此，研究和开发一种高效、环保、可靠的水处理方法是十分必要的。LechengLei等〔6〕进行了均相催化湿式空气氧化处理纺织废水的研究，结果表明，在所有测试的催化剂中，铜盐的效果最好，并且不同金属盐混合物的催化性能要强于单盐的催化性能。笔者选取甲基橙模拟废水作为研究对象，考察了CuSO4和FeSO4作为催化剂、H2O2为氧化剂对甲基橙的催化氧化降解效果。1实验部分1.1实验试剂与仪器试剂：甲基橙，分析纯，天津市化学试剂三厂；CuSO4，分析纯，天津市化学试剂三厂；FeSO4，分析纯，天津市化学试剂三厂；H2O2，体积分数为30%，天津市化学试剂三厂；溶液配制用水为实验室自制蒸馏水。仪器：DK－2000－ⅢL单列两孔电热恒温水浴锅，天津市泰斯特仪器有限公司；FW30型实验室电动搅拌器，上海硕光电子科技有限公司；自制催化氧化反应器，本实验中用250mL锥形瓶，也可用三口烧瓶；搅拌器，本实验中用电动搅拌器，也可用磁力搅拌器；UV-VIS8500紫外/可见分光光度计，上海天美科学仪器有限公司；上海雷磁pHS-3C型pH计，上海利扬仪器有限公司。实验用催化氧化甲基橙的反应装置见图1。1.2实验方法取150mL质量浓度为1.5g/L的甲基橙模拟废水加入到自制催化氧化反应器中，搅拌，恒温水浴加热，加入一定量的H2O2。待反应液的温度升到设定值后，加入一定量的CuSO4和FeSO4，CuSO4和［基金项目］天津商业大学青年科研培育基金项目（080110）第31卷第2期2011年2月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol．31No．2Feb．，201150l—加料口；2—搅拌轴；3—取样口；4—排气管；5—液封套管。图1催化氧化甲基橙的反应装置