李 博 连弘扬 王梓川

(东北林业大学材料科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 150040)

羟基氧化铁负载土催化降解对氯苯酚

李 博 连弘扬 王梓川

(东北林业大学材料科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 150040)

对实验室合成负载型羟基氧化铁降解对氯苯酚进行了分析，从不同配比的负载型羟基氧化铁分别在自然光、紫外光以及暗态条件下对氯苯酚的去除率进行了论述，提出了最适降解条件及最佳配比负载型羟基氧化铁方法，达到了最佳配比效果。

膨润土，羟基氧化铁，对氯苯酚，去除率

1 实验部分

1)实验所需仪器见表1。

表1 实验仪器总表

2)实验所需试剂见表2。

表2 实验试剂总表

3)实验步骤。a.降解实验。分别选取0.1 g活化土，原土，不同配比的负载土在自然光，紫外光和暗态条件下，在磁力搅拌器中搅拌1 h，过滤，5 000 r/min的条件下离心10 min后，测定总酚浓度和高锰酸盐指数。b.总酚浓度的测定(GB 7490—1987)。取5 mL过滤后的溶液，置于50 mL比色管中，并依顺序加入0.5 mL氯化铵—氨水缓冲液，1 mL 4-氨基安替吡啉溶液(2%)，1 mL铁氰化钾溶液(8%)，定容，放置10 min，在506 nm波长下测其吸光度，如图1所示。

2 实验结果与讨论

1)活化土活化时间对高锰酸盐去除率影响的比较。取活化时间分别为2 h，4 h，6 h的活化土加入对氯苯酚溶液，在暗态下于磁力搅拌器上搅拌60 min，过滤离心后取滤液测吸光度和高锰酸盐指数，比较不同活化时间的不同结果，所得实验结果见图2。

从图2中可看出：随着活化土烘干时间的延长高锰酸盐去除率略微升高，但总体差距不大，总酚去除率也基本保持一致，故活化土烘干2 h以上对总酚和高锰酸盐的去除率影响甚小。

2)原土与活化土处理对氯苯酚的比较。取原土与活化土分别加入对氯苯酚溶液，于自然光下在磁力搅拌器上分别搅拌10 min，20 min，40 min，60 min，80 min，100 min，过滤离心后取滤液测吸光度，每组做平行样，观察在不同时间下，原土与活化土的吸附效果，结果如图3所示。由图3看出，原土与活化土均在60 min时C/C0为最小值，即去除率达到最高。原土吸附去除率相对活化土的去除率较低，且各时间段内去除率有所起伏。活化土吸附率在前20 min基本保持稳定，于40 min起提升较快，并于60 min时达到最大，之后又趋于前10 min的水平。原土与活化土之间进行比较，活化后的膨润土吸附去除率远远要好于原土的吸附去除率，吸附效果更显著，两条吸附去除率曲线走势相同。

3)活化土与负载土处理对氯苯酚的比较。取活化土、铁土配比分别为0.000 5 mol/g，0.001 0 mol/g，0.001 5 mol/g的负载土，分别加入对氯苯酚溶液，于自然光下在磁力搅拌器上分别搅拌10 min，20 min，40 min，60 min，80 min，100 min，过滤离心后取滤液测吸光度，观察在不同时间下活化土与各负载土处理对氯苯酚的效果，结果如图4所示。由图4看出：活化土的C/C0比负载土的都要小，即去除率均高于各配比的负载土。活化土在前60 min吸附去除率基本持平，在60 min时达到最高值，然后又回到之前的水平。负载土随着时间延长，去除率总体缓慢上升。主要的原因是羟基氧化铁颗粒在负载土表面占据了一定的表面积，使得吸附表面的吸附位点要远远低于活化土。

由此说明活化土处理对氯苯酚只起到了一个吸附作用，当达到吸附饱和时会随着时间的增长吸附率有一定的下降。而负载土有催化降解的作用，当达到吸附饱和后，羟基氧化铁在自然光下能产生羟基自由基，不断催化降解对氯苯酚，所以去除率有所升高。从而可以看出在自然光下羟基氧化铁有一定的降解作用。

从三种负载土看，铁土配比为0.001 mol/g的降解去除率最好，0.000 5 mol/g配比由于膨润土过多而羟基氧化铁颗粒少，故降解效果不显著。0.001 5 mol/g配比则是因为羟基氧化铁颗粒比例较多，对氯苯酚少，因而降解效果也不是很好。

由此可见，无论过高还是过低都会影响负载土处理对氯苯酚的效果，选取最佳降解效果的负载土铁土配比为0.001 mol/g。

4)不同光照条件下不同配比负载土处理对氯苯酚的比较。取铁土配比分别为0.000 5 mol/g，0.001 0 mol/g，0.001 5 mol/g，0.002 0 mol/g，0.002 5 mol/g的负载土，分别加入对氯苯酚溶液，在自然光，紫外光，暗态条件下搅拌1 h后过滤离心，取滤液测吸光度，比较在不同光照条件下，不同配比负载土处理对氯苯酚的效果，结果如图5所示。由图5可看出：在暗态条件下，随着铁土配比不断增大，总酚去除率略微有所上升但基本保持不变。在自然光和紫外光条件下，随着铁土配比的不断增大，在0.001 0 mol/g时总酚去除率达到最大值。分析原因：在暗态条件下，无光催化和光氧化，只是一个吸附作用，在1 h左右吸附已平衡，所以总酚去除率虽然有所上升但基本保持不变。在紫外光和自然光照条件下，配比较低时，羟基氧化铁颗粒占据负载土的表面少，对氯苯酚被吸附的多，去除的一部分主要是膨润土的吸附作用，很少一部分在吸附后被降解，吸附为主，降解为辅，当达到一个最佳铁土配比时，对氯苯酚被吸附后进行降解，去除率达到最大值。当铁土配比较大时，羟基氧化铁占据膨润土表面比例较大，从而导致膨润土表面吸附的对氯苯酚减少，能氧化的对氯苯酚也随之减少，因而当铁土配比超过0.001 5 mol/g时，溶液中对氯苯酚去除率比铁土配比为0.001 mol/g时低。

从光照条件比较看，自然光条件优于紫外条件和暗态条件。这与羟基自由基生成的机理有关。羟基氧化铁在光辐射条件下，激发这种类光敏半导体产生电子—空穴对，与吸附在膨润土上的溶解氧、水分子等作用，产生·OH等氧化性极强的自由基，再通过与污染物之间的羟基加和、取代、电子转移等使污染物降解。羟基氧化铁的禁带宽度为2.1 eV～2.3 eV，在太阳光的作用下具有光催化活性，所以在自然光条件下降解率最高。

[1] 齐 军，顾温国，李 劲.水中难降解有机物氧化处理技术的研究现状和发展趋势[J].工程与技术,2000(3):17-19.

[2] 刘英艳，刘勇弟.Fenton氧化法的类型及特点[J].净水技术,2005,24(3):51-54.

[3] 唐受印，戴友芝.废水处理水热氧化技术[M].北京:化学工业出版社,2002.

[4] Zhu W，Bin Y，Li Z，et al.Application of catalytic wet air oxidation for the treatment of H-acid manufacturing process wastewater[J].Water Research,2002,36(8):1947-1954.

Ferric hydroxide catalytic degradation of soil load chlorophenol

Li Bo Lian Hongyang Wang Zichuan

(MaterialsScienceandEngineeringCollege,NortheastForestryUniversity,Harbin150040,China)

The laboratory ferric oxide degradation of chlorine phenol hydroxyl synthesis load model is analyzed, from the different proportion of load type hydroxyl iron oxide respectively in natural light, ultraviolet light and dark state conditions on the removal rate of chlorine phenol aspects discussed in this paper, puts forward the optimal degradation conditions and the optimal proportion of load type hydroxyl ferric oxide method, achieve the best ratio effect.

bentonite, hydroxyl iron oxide, chlorine phenol, removal rate

1009-6825(2015)02-0119-02

2014-11-05

李 博(1993- )，女，在读本科生； 连弘扬(1993- )，女，在读本科生； 王梓川(1994- )，男，在读本科生

O611

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