电芬顿降解X3B中Fe_（2＋）_Fe_（3＋）催化循环行为

第31卷第3期2012年9月中南民族大学学报(自然科学版)JournalofSouth-CentralUniversityforNationalities(Nat．Sci．Edition)V0l_31No．3Sep．2012电芬顿降解X3B中Fe2+／Fe3+催化循环行为孙杰，彭巧丽，莫文艳(中南民族大学化学与材料科学学院，催化材料科学湖北省暨国家民委一教育部重点实验室，武汉430074)摘要以具有高比表面积的活性炭纤维毡(ACF)为阴极，通过电芬顿反应降解艳红染料X3B，考察了X3B降解反应动力学和初始催化剂的离子形态对其降解效果的影响，并采用x射线光电子能谱(XPS)和紫外可见分光光度法(uV—Vis)测定了反应过程中电极表面和溶液中Fe／Fe”的含量．结果表明：X3B降解符合一级动力学反应机理，初始催化剂离子形态对降解效果影响不显著，ACF表面和溶液中Fe“／Fe”的转化规律一致．关键词艳红染料X3B；电一Fenton反应；Fe“／Fe”浓度比中图分类号0643．36；0646．54文献标识码A文章编号1672-4321(2012)03-0019-04CatalyticRecyclingBehavioroftheFe／FeSystemintheElectro-FentonDegradationofBrilliantRedX3BSunJie，PengQiaoli，MoWenyan(KeyLaboratoryofCatal~icandMaterialScienceoftheStateEthnicAfairCommission＆MinistryofEducaton，HubeiProvince，CollegeofChemistryandMaterialsScience，South—CentralUniversityforNationalities，Wuhan430074，China)AbstractBrilliantredX3Bindyewastewaterwasdegradatedbyelectro—Fentonmethodusinghighsurfaceareaactivatedcarbonfiber(ACF)asacathode．Theefectsofdegradationreactionkineticsandionformoftheinitialcatalystonitsdegradationwereinvestigated．ThecontentofFe／FeonelectrodesurfaceandinthesolutionwascharacterizedbyX—rayphotoelectronspectroscopy(XPS)andUV—Visdiffusereflectancespectroscopy．TheresultsshowedthatthedegradationofX3Bmeetsthefirst—orderkineticsandtherewaslittleeffectoftheironinitialvalenceonitsdegradation．Moreover．thetransformationperformanceofFe／FebetweenthesurfaceofACFandthesolutionwasconsisteatwitheachother．KeywordsbrilliantredX3B；electro—Fenton；c(Fe)／c(Fe)芬顿氧化技术作为高级氧化技术的代表，具有快速高效、设备简单、成本低等优点，被广泛应用于工业废水处理研究J．电芬顿技术主要通过电化学反应现场产生强氧化性中间产物H：0：来氧化污染物，避免了H：0在储存、运输中潜在的危险；芬顿试剂具有很强的氧化性且无选择性，能适应各种废水的处理，目前电芬顿技术已被用于降解染料、酚类、卤代烃等各类有机物污染物J，并与光芬顿、微波等工艺手段进行耦合强化．芬顿反应在实验室研究和实际的工业运用中处理有机污染物均有较好的降解效率'4]．然而，以往研究多集中于各种有机底物的降解与电芬顿工艺参数上，对催化剂Fe价态变化，尤其是其在电极表面和溶液两相间的迁移转化规律还缺乏较系统的研究．本研究以活性炭纤维毡(ACF)为阴极引，活性艳红梁料X3B(结构式见图1)为模型污染物，探讨了初始催化剂的离子形态对电芬顿体系降解X3B效果的影响，及反应中作为催化剂的Fe／Fe¨的氧化还原循环规律．收稿日期2012-02．17作者简介孙杰(1975-)，男，副教授，研究方向：水污染控制，E-mail：jetsun@mail．scuec．edu．an基金项目国家自然科学基金资助项目(20807057)；湖北省杰出青年基金资助项目(2011CDA106)；武汉市工