UV/Fenton净化甲苯气体的研究
2021-11-13李天奇陈茜茹张杰郭巍巍万俊锋王岩
李天奇,陈茜茹,张杰,郭巍巍,万俊锋,王岩
(1.郑州大学 生态与环境学院,河南 郑州 450001;2.炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室,河南 平顶山 467000;3.中国平煤神马能源化工集团有限责任公司,河南 平顶山 467000;4.郑州大学 化工学院,河南 郑州 450001)
甲苯是一种典型VOCs的代表性污染物,具有高毒性、致癌性和难净化等特点,其净化备受国内外关注[1-6]。目前,常见的VOCs末端治理技术有吸收法[7]、吸附法[8]、燃烧法[9]和生物法等[10]。近年来,芬顿氧化法受到了广泛的关注[11-14]。芬顿试剂绿色无污染、氧化能力强、不造成气体二次污染[15-16]。很多研究者利用紫外光强化芬顿反应。例如,Tokumura等[17]利用352 nm紫外灯(UV)促进芬顿体系的铁循环,郑思灿等[1]利用365 nm UV促进芬顿法降解甲苯。
本研究使用UV(254 nm)强化芬顿氧化法净化较高浓度的甲苯气体,不仅探讨了甲苯净化的最优条件与效果,同时测定了反应过程中H2O2、Fe2+/Fe3+和·OH的浓度变化。
1 实验部分
1.1 试剂与仪器
甲苯、七水合硫酸亚铁、过氧化氢、浓硫酸、氢氧化钠、冰乙酸、结晶乙酸钠、盐酸羟胺、1,10-邻菲罗啉、草酸钛钾、香豆素均为分析纯。
实验装置见图1,由气源制备、气体净化和气体检测三部分组成。
气源制备:以高纯氮气为载气气源,分为两路气体,一路气体吹脱甲苯(甲苯吹脱瓶淹没在水浴锅内,保持温度为(15±1) ℃,另一路气体作为稀释空气,两路气体在混气瓶中充分混合后以鼓泡的方式进入反应器。
气体净化:该部分为直径4.2 cm,高34 cm的柱状反应器,反应器外侧放置一支功率为6 W,波长为254 nm的紫外灯管。反应器前后各设置一个气体采样口(分析测定进口及出口中甲苯和CO2浓度),反应器上方设置一个液体采样口(分析测定溶液中TOC和IC质量浓度、H2O2、Fe2+和·OH浓度)。……
