电生成羟基自由基及其对染料降解脱色的研究

收稿日期:2001-03-05基金项目:福建省教育委员会(JA00153)作者简介:陈日耀(1967-),男,福建省闽侯人,工程师.电生成羟基自由基及其对染料降解脱色的研究陈日耀1,郑曦1,曲跃文1,林智虹1,陈晓1,陈震1,张义康2(11福建师范大学实验中心,福建福州350007;21山东临沂师范学院,山东临沂276001)摘要:以电化学循环伏安法和红外光谱分析(IR),研究了茜素红及酸性铬蓝在电解槽中处理前后的电化学行为的变化,进一步阐明Fenton试剂的作用机制。电解生成的过氧化氢与阳极溶解的Fe2+进行随后反应,生成羟基自由基(Fenton试剂),进而对有机染料进行氧化反应,使其不饱和的NN双键断裂,分解成萘胺与氨基苯酚磺酸两个部分,从而达到有机染料降解、脱色的效果。测试结果表明,电解处理15min内,脱色率和CODCr的去除率变化较大,电解处理1h,CODCr的去除率达80%,脱色率达98%。关键词:环境化学;染料脱色;染料降解;羟基自由基中图分类号:X788文献标识码:A文章编号:1001-6929(2002)01-0016-04StudiesofElectro2GeneratedHydroxylRadicalandItsUsinginDegradationandDecolorizationofDyesCHENRi2yao1,ZHENGXi1,QUYao2wen1,LINZhi2hong1,CHENXiao1,CHENZhen1,ZHANGYi2kang2(1.ExperimentCenter,FujianNormalUniversity,Fuzhou350007,China;2.LinyiNormalUniversity,Linyi276001,China)Abstract:Theelectro2chemistrybehaviorsofacidchromeblueandalizarinredintheelectrolysiscellhavebeeninvestigatedbyIRandcyclicvoltammographtoexplainthereactionsystemofFentonreagentinthispaper.Hydroxylradicalisformedinthecellbythefollowingreactionbe2tweenelectro2generatedH2O2andFe2+,whichisdissolvedfromtheanode.Theelectro2generatedFentonreagentwilloxidetheorganicdyesandbreaktheNNdoublebond.IRresultindicatedthatacidchromeblueisdecomposedintotwopartsofnaphthylamineandphenol2aminobenzenesulfonate,thencoprecipitatedwithFe(OH)3.Bothofthedegradationanddecolorizationofdyesareefficient.DecolorizationandCODCrremovingrateofdyesaredecreasedinthefirst15mininthecell.Whentheelectrolysiswascarriedoutfor1h,thedecolorizationratereaches98%andtheCODCrremovingrateapproaches80%.Keywords:environmentalchemistry;decolorizationofdyes;degradationofdyes;hydroxylradical染料和印染工业废水的特点是水质变化大,色泽深,pH值较高,虽然BOD均较低,但CODCr却相当高。印染废水中的许多物质不易被生物分解,生物处理时印染废水的CODCr去除率仅在60%左右,脱色率也仅在50%左右,因此印染工业废水的处理一直是个令人困扰的课题。物理化学方法在染料废水的脱色与降解上的应用也有广泛的研究报导,如吸附沉淀、化学氧化、光催化、高压脉冲电解等,这些方法虽然效果较好,但成本较高。近年来有不少以过氧化氢与二价铁离子反应生成羟基自由基(即Fenton试剂)用以处理染料废水的报导。由于Fenton试剂具有很高的氧化电位(218V),因此对于染料的脱色与降解卓有成效。但由于要现场加入过氧化氢与硫酸亚铁,因此费用较高。笔者以电解法生成过氧化氢,并以二价铁离子为催化剂,在染料废水的处理过程中无须再添加,从而大大地降低了染料废水处理的成本,使其能付之于实际应用。1实验方法111电解槽以平板铁为