Fenton试剂处理实验室次甲基蓝废水的研究

李承志 周嘉昕 晏敏 黄雅玲 张文雅

【摘 要】本文探讨了Fenton试剂催化分解实验室产生的次甲基蓝废水。实验分别探究亚铁离子、过氧化氢、PH、时间对次甲基蓝分解率的影响。结果表明，Fenton试剂对次甲基蓝的分解率可以达到98%以上。

【关键词】次甲基蓝；Fenton试剂；亚铁离子

中图分类号： X703 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）27-0053-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.27.023

【Abstract】This paper focuses on the Fenton reagent catalytic decomposition of methylene blue wastewater generated laboratory， The effects of ferrous ion， hydrogen peroxide， PH and reaction time on the decomposition rate of methylene blue were studied. The results showed that Fenton reagent methylene blue treatment works well， the decomposition rate of methylene blue reached more than 98%.

【Key words】Methylene blue； Fenton reagent； Fe2+

大学实验室经常会产生一些有机废水，这些废水具有污染物种类单一，含量确定，且废水总量也不多等特点。如在多种废水混合之前對浓度较高的单一污染物废水进行处理，可以起到事半功倍的效果。例如化学实验中常产生次甲基蓝废水[1-2]，它直接进入自然界会影响水体，造成环境污染。本文选用Fenton试剂来处理化学实验室产生的次甲基蓝废水，考察了溶液PH值、H2O2浓度、Fe2+浓度等因素对处理效果的影响。

1 实验

1.1 实验试剂与仪器

次甲基蓝；硫酸亚铁铵；硫酸铁铵；30%双氧水；盐酸；氨水；721G分光光度计；分析天平；pH计；烧杯、移液管、容量瓶等。

1.2 实验内容

取40mL次甲基蓝模拟废水若干份，加入适量过氧化氢溶液，改变硫酸亚铁铵溶液的用量，反应120min后，测定其吸光度，计算出次甲基蓝的分解率，同理，探讨H2O2浓度、溶液PH及反应时间对次甲基蓝分解的影响。

1.3 分析方法

用721G分光光度计，采用标准工作曲线法测定次甲基蓝含量；用PHS-3C型酸度计测定溶液PH值。

2 结果与讨论

2.1 Fe2+浓度对次甲基蓝分解的影响

Fenton试剂具有非常强的氧化能力，Fenton体系中过氧化氢在亚铁离子催化作用下，可以产生更多的羟基自由基， Fenton体系产生·OH的机理如下[3]：

Fe2+在Fenton反应体系中起同质催化剂的作用，反应体系中Fe2+的存在会促进H2O2分解出·OH，促进反应，具体情况如表1：

由表1可以看出，反应刚开始的时候，随着硫酸亚铁铵用量的增加，产生的·OH也随之增加，所以次甲基蓝的分解率逐渐增大，当硫酸亚铁铵的投加量为2.0ml的时候，次甲基蓝的分解率达到98%以上，但继续增加投量，分解率变化不大，这是因为次甲基蓝已基本分解完全，所以本实验确定的最佳硫酸亚铁铵的用量为2.0ml/40ml。

2.2 H2O2浓度对次甲基蓝分解的影响

在一定的范围内，次甲基蓝的分解率随H2O2的投加量的增加而提高，当超过一定范围后，分解率则基本不变。

由表2可知，当硫酸亚铁铵的投加量一定时，随着双氧水的用量的增加，次甲基蓝的分解率逐渐增大，当双氧水的投加量为2.0ml时，次甲基蓝的分解率达到98%以上，所以本实验确定的双氧水的最佳用量为2.0ml/40ml。

2.3 PH对次甲基蓝分解的影响

Fenton试剂需要在合适的pH条件下才能最大发挥其催化效果。

由表3可以看出，当pH=3时，次甲基蓝的分解率最大，达到了98%以上。当pH过高时，溶液中的亚铁离子会沉淀下去，同时过高的PH会抑制·OH的产生，不利于反应的进行；当PH过低时，氢离子的浓度增加，使得铁离子难以还原成亚铁离子，阻碍催化反应。pH的变化对Fenton试剂的催化能力有很大的影响，所以实验时一定要控制好PH。本实验确定的最佳PH值为3.0。

2.4 反应时间对次甲基蓝分解的影响

次甲基蓝的分解率随着反应的进行而逐渐增大。

由表4可知，次甲基蓝的分解率随着时间的增加而增大，当反应到120min后，分解率基本上不再变化，所以本实验确定的最佳反应时间为120min。

3 结论

实验表明，在室温下，处理0.005%左右的次甲基蓝模拟废水40ml，加入2.0ml30%的双氧水、1g/L六水合硫酸铁（Ⅱ）铵2.0ml，PH值保持在3左右、反应120min时，具有显著效果。

【参考文献】

[1]复旦大学等编.物理化学实验[M].北京：高等教育出版社，1999，187-190.

[2]李善评，姜艳艳，阴文杰，曹小红，崔江杰，曾雪缘.低温等离子体处理次甲基蓝染料废水实验[J].实验室研究与探索，2013，32（2）：17-34.

[3]高丽，马红竹，王博.超声/臭氧联合技术处理次甲基蓝废水[J].陕西师范大学学报，2010，38（6）：57-58.