Fenton氧化法处理印染废水中光催化的应用拓展

佟博洋

摘 要：主要研究了Fenton氧化法结合光催化降解印染废水中的罗丹明B，透过单因素实验探究Fenton氧化法结合光催化降解印染废水中的罗丹明B的最佳条件。实验结果表明，当H2O2投加量为0.2ml，Fe2+投加量为0.1ml，PH值为3.1，有光催化，燃料浓度为2mg/L时，印染废水中的罗丹明B的去除率最大，基本可以达到90%。

关键词：环境科学;污水净化;光催化

中图分类号：X791 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）01-0009-02

0 引言

自改革开放以来随着人们文化水平的提高和精神生活的丰富，我国印刷品行业得到了空前未有的发展。但是由于印刷量的增多印染废水的处理也开始引起人们的重视。不当处理会导致未被完全清理的染印废水直接排入水体从而污染整个水体;更为严重的是这些污水如果参与了城市的生活用水循环并被居民接触会诱发癌症，畸形和基因突变。传统的处理方法有诸多短板不适合在短时间内处理大量污水。而FENTON净化法的最大优势就是时间短，净化效率高适用于城市快节奏的生产生活，本文着重于研究光催化对FENTON净化法的效率提升，从而对这种传统净化法进行优化以达到适应大规模，普适化采用的目的。

1 实验准备

1.1 实验主要设备

756PC紫外可见分光光度计、UV-23W紫外灯、MS104TS电子天平、HJ-2双头磁力搅拌器、81-2型磁力搅拌器、PH计、50ml容量瓶、100ml容量瓶、1000ml容量瓶、5ml移液管、1ml移液管、玻璃棒。

1.2 主要试剂

罗丹明B（C27H30N2O7S2）、过氧化氢（H2O2）、硫酸亚铁（Fe2+）、硝酸（HNO3）。

2 实验过程

2.1 制备储配液

用电子天平称量出10g的硫酸亚铁粉末，用称量纸将其倒入100ml容量瓶中并加入去离子水至标准线。

用电子天平称量出1g的罗丹明B粉末，用称量纸将其倒入1000ml容量瓶中并加入去离子水至标准线。

2.2 设置单一变量实验

本实验共有五个变量H2O2投加量：Fe2+投加量;PH值;燃料浓度;有无光催化。

根据单一变量原则进行实验改变五个变量其中的一个自变量，控制其余四个不变并观察因变量也就是去除率的变化。

首先配置五组PH值为7，相同浓度的模拟污染物，防止酸性环境造成罗丹明B的提前分解然后依次用移液管滴加1mg，2mg，3mg，4mg，5mg的过氧化氢溶液并使用分光光度计进行扫描测量其最高吸收峰并绘制函数图像，如图1所示。

其次，配置三组相同浓度的污染物，使用移液管滴加硝酸，并将烧杯放置在磁力搅拌器上保证滴加过程中硝酸与溶剂充分混合，滴加适量硝酸使三组试剂的PH值分别保持为2.8、3.1和4.0后使用分光光度计进行扫描测量其最高吸收峰并绘制函数图像，如图2所示。

然后，配置三组PH为7，浓度相同的污染物使用移液管滴加硫酸亚铁溶液，并将烧杯放置在磁力搅拌器上保证滴加过程中硫酸亚鐵溶液与溶剂充分混合，三组硫酸亚铁溶液的滴加量分别为0.05ml，0.1ml和0.2ml。并使用分光光度计进行扫描测量其最高吸收峰并绘制函数图像，如图3所示。

再次，设置四组浓度分别为10mg/L，20mg/L，50mg/L和100mg/L的模拟污染物观察在没有任何净化媒介的添加下其自然降解过程。并使用分光光度计进行扫描测量其最高吸收峰并绘制函数图像，如图4所示。

最后，在前几组实验的最优环境下，也就是当当H2O2投加量为0.2ml，Fe2+投加量为0.1ml，PH值为3.1，燃料浓度为为2mg/L时，设置两组实验，对照组为无光催化，实验组为有光催化。并使用分光光度计进行扫描测量其最高吸收峰并绘制函数图像，如图5所示。

3 实验设备使用的额外说明与结论

3.1 分光光度计的使用

进行设备调零和自检，向比色皿中加入去离子水并用吸水纸将外沿的水吸干，将比色皿放入设备中，扫描后建立系统基线。

将需要比对的样品装入并分别依据0min、2min、4min、6min、8min、10min的时间进行扫描，将扫描完成后的数据线绘制成函数图并进行比对以确定实验结果。

3.2 实验结论

当H2O2投加量为0.2ml，Fe2+投加量为0.1ml，PH值为3.1，有光催化，燃料浓度为为2mg/L时，印染废水中的罗丹明B的去除率最大，基本可以达到90%。