高级氧化技术降解水中持久性有毒物质

1. 高级氧化技术降解水中持久性有毒物质

2. 一、简介 • 持久性有毒物质(PTS)是指可长期存在于环境中、可以通过食物链富集，对人类健康及环境具有不利影响的化学物质。 • 根据毒物的来源不同，PTS可分为: • 人工合成类：如用于医药的乙烯雌激酚、右环十四酮醇类(如丙酸睾酮、苯甲酸雌二醇) • 农药类：如有机氯类、有机锡类、含氯三嗪类除草剂等 • 工业原料和化学类：如金属镉、汞及其化合物 • 其他：如多氯联苯、二、多乙氧烷基酚类、双酚A、邻苯二甲酸酯类等

3. 高级氧化(AOTs)又称深度氧化，其原理是在光、电、催化剂、氧化剂的协同作用下，在反应体系中产生活性极强的自由基。自由基可以与有机物之间发生加合、取代、电子转移等反应，或使化学键断裂，使难降解有机物降解成低毒或无毒的小分子物质，甚至可以直接降解成为CO2和H2O。高级氧化(AOTs)又称深度氧化，其原理是在光、电、催化剂、氧化剂的协同作用下，在反应体系中产生活性极强的自由基。自由基可以与有机物之间发生加合、取代、电子转移等反应，或使化学键断裂，使难降解有机物降解成低毒或无毒的小分子物质，甚至可以直接降解成为CO2和H2O。

4. …… 多相光催化 氧化系统 O3/H2O2 UV/H2O2 AOTs H2O2/ Fe2+ (Fenton试剂) Co/PMS 系统 photo-Fenton 试剂 高级氧化技术的分类(AOTs)

5. 偶氮染料的危害 • 产量大，品种多，广泛应用于各领域 • 生产过程10-15% 以废水的形式排放，色度大、 COD 高、组分复杂、水质变化大和难生化降解 • 致癌、致畸、致突变的“三致效应” • 方向发展：抗光解、抗氧化

6. 二、实验目的 • 了解和掌握PTS的概念、PTS的种类及危害； • 了解高级氧化技术，特别是Fenton体系的发展历程； • 了解Fenton反应的基本机理—羟基自由基(•OH) ； • 掌握影响高级氧化法处理废水中PTS类物质的动力学研究方法。

7. 三、实验原理 Fenton试剂法是一种高级氧化处理系统，它分别通过一种过渡态的金属Fe2+分解过氧化物H2O2产生高活性•OH，然后利用产生的自由基攻击有机污染物，降解为低毒或者无毒的无机盐、水、二氧化碳等物质，从而达到去除污染物的目的。

8. 羟基自由基的产生是一个复杂的反应过程。Fe2+催化分解H2O2，产生•OH ，总反应式为： Fe2+ + H2O2 → Fe 3+ + •OH + OH− (1)

9. 四、实验材料与方法 Fenton 实验: 酸性橙Ⅱ染料(AO7，98%纯度)；FeSO4·7H2O (分析纯)；30% H2O2 (分析纯)；过氧化氢酶 (Fenton试剂的淬灭剂)； UV-Vis分光光度计； 90-1磁力搅拌器；玻璃反应器

10. AO7的紫外-可见吸收光谱 AO7溶液在486 nm 处 UV-Vis标准曲线 AO7的紫外-可见吸收光谱 486 nm

11. 五、实验步骤 50 ppm AO7溶液 加入同体积 的甲醇(过氧化氢酶)淬灭剂 Fenton 吸光度测定 及全波长扫描 取样 固定反应时间间隔

12. 六、结果与讨论 测定0 、5、10、15、20、30、40、50和60 min AO7在486 nm下的吸光度A，用ln(A/A0)-t 作图，求出准一级脱色动力学常数并求算脱色半衰期t1/2。

13. 七、注意事项 • 加入氧化剂H2O2后立即计时，严格按照时间间隔取样。 • 取样样品与淬灭剂混合后要充分晃动，以使其完全淬灭。

14. 八、习题与思考 根据Fenton反应的实验过程和结果，讨论影响Fenton体系降解AO7速率的因素。