Fe(Ⅱ)/亚硫酸盐体系活化溶解氧降解苯胺

蔺艺莹,宋宝东

(天津大学化工学院,天津 300350)

近年来,使用过渡金属Fe2+、Ag+和Co2+活化[1]过硫酸盐(PS)或过氧一硫酸盐(PMS)逐渐应用于高级氧化工艺(AOPs)中,活化产生的SO·-4自由基氧化还原电势为2.5 ～3.1 V[2-3],比HO·自由基(1.8 ～2.7 V)具有更强的氧化活性和更高的选择性,可以氧化偶氮染料、酚和苯系物等[4-5]。 其中,无毒、环境友好、价格低廉的Fe(Ⅱ) 应用最广。Huang 等[6]研究了Fe(Ⅱ)/PMS 体系降解马来酸,Rastogi 等[7]则研究了不同Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)浓度下与PS 共同作用去除多氯联苯污染物的效果。

随着PS 和PMS 的广泛应用,另一种亚硫酸盐通过相应的自由基链反应得到自由基也逐渐得 到 重 视。 Chen 等[8]提 出 将 2 价 过 渡 金 属[Mn(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)或Cu(Ⅱ)]与亚硫酸盐组合应用到杀菌系统中,证明了亚硫酸盐被金属催化可产生自由基使细菌失活。 当过渡金属与亚硫酸盐作用时,亚硫酸盐转化为自由基,被氧气氧化成,继而与亚硫酸根反应歧化生成自由基和,如式(1)和(2)。 Chen 等[9]证明了Fe(Ⅱ)/亚硫酸盐体系对不同的偶氮染料如橙黄II、罗丹明B、靛蓝胭脂红和RBB X-BR 都有很好的脱色效果,且优于Fe(Ⅱ)/过硫酸盐体系。

苯胺大多来自于生产聚合物、农药、纺织品、染料、橡胶和制药的工厂排出的工业废水中[10],具有较高的生物毒性,会在血液中形成高铁血红蛋白,同时会损害人的呼吸系统、神经系统和泌尿系统,严重时可诱发癌症[11]。 先前有研究[12]曾用Fe(Ⅱ)/过硫酸盐降解废水中的苯胺,但毒性较大,将Fe(Ⅱ)/亚硫酸盐用于去除苯胺还鲜有报道。

本研究以苯胺作为底物,探究Fe(Ⅱ)/亚硫酸盐体系在不同pH 值、不同浓度下对苯胺的降解效果。 亚硫酸盐与铁元素广泛存在于环境之中,经济成本低,毒性小,因此本研究将对环境污水处理方面具有指导意义。……