高鐵酸鉀協(xié)同365 nm紫外光降解對氯苯酚

劉雪剛趙 軍

（1 巢湖學(xué)院，安徽 巢湖 238000）

（2 安徽美自然環(huán)境科技有限公司，安徽 六安 237000）

高鐵酸鉀協(xié)同365 nm紫外光降解對氯苯酚

劉雪剛1趙 軍2

（1 巢湖學(xué)院，安徽 巢湖 238000）

（2 安徽美自然環(huán)境科技有限公司，安徽 六安 237000）

文章研究了高鐵酸鉀協(xié)同365 nm紫外光降解對氯苯酚，考察了高鐵酸鹽投加量、pH值和初始濃度對對氯苯酚去除率的影響并對比了單獨(dú)高鐵酸鉀和復(fù)合體下的礦化率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在高鐵酸鉀與對氯苯酚的摩爾比為4:1，對氯苯酚初始濃度為8 mg/L，pH為4時去除率為49%，比單獨(dú)高鐵酸鹽處理降解率提高了11%。礦化率提高了6%。動力學(xué)結(jié)果表明降解過程為準(zhǔn)一級動力學(xué)過程。

高鐵酸鉀；對氯苯酚；365 nm紫外光；氧化降解

氯酚類有機(jī)污染物是美國環(huán)保局重點(diǎn)控制的129種污染物之一。我國也將氯酚列在重點(diǎn)污染物的黑名單上[1]。對氯苯酚一旦進(jìn)入環(huán)境當(dāng)中就會對人類健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生長期的影響[2-3]。因此其降解是備受關(guān)注的研究方向。

由于高鐵酸鉀具有較強(qiáng)的氧化作用，近年來，其作為一種新型非氯高效消毒及水處理藥劑而引起廣泛的關(guān)注[4]。鑒于高鐵酸鉀在水處理中的優(yōu)越性，關(guān)于它與其聯(lián)用技術(shù)的研究也得到了顯著的進(jìn)展[5-6]。而光氧化也是水體中有機(jī)物去除的重要手段[7]。因此，本文利用高鐵酸鉀聯(lián)合365 nm紫外光協(xié)同降解對氯苯酚，探討了不同實(shí)驗(yàn)因素對去除效果的影響，分析了對氯苯酚的降解動力學(xué)過程。

1 材料與方法

365 nm紫外燈，功率8 W；PHS-3C型酸度計(jì)；磁力攪拌機(jī)（金壇市白塔新寶儀器廠）；紫外分光光度計(jì)（UV-1750日本島津）；總有機(jī)碳分析儀TOC（multi N/C-2100德國耶拿分析儀器股份有限公司）

將一定濃度的對氯聯(lián)苯水溶液置于100 mL的燒杯中，加入一定質(zhì)量的高鐵酸鉀，溶液的pH值通過高氯酸或氫氧化鈉來調(diào)節(jié)，混合溶液置于365 nm紫外燈輻照30 min，利用紫外分光光度及測定溶液中對氯苯酚濃度的變化。

2 結(jié)果與討論

2.1 高鐵酸鉀投加量對去除效率的影響

紅河州充分展示改革開放40年來各族群眾的生活巨變 近日，紅河州委州政府聯(lián)合云南廣播電視臺國際頻道，從紅河州40周年11個世居民族中精選出11位代表人物，制作《絲路紅河》改革開放特別報道。報道采取訪談的形式，分別制作11個專題短片，敘述了紅河州11個世居民族在黨的十一屆三中全會以來的巨大變化。目前，短片正在制作中，并將在改革開放40周年前夕與廣大觀眾見面。

從圖1中可以看出，高鐵酸鉀和紫外光的復(fù)合體系下，隨著高鐵酸鉀與對氯苯酚的摩爾比從1:1提高到20:1，其去除率從20%顯著提高到78%，且比單獨(dú)高鐵酸鉀體系下的去除效率提高了7%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，365 nm紫外光與高鐵酸鉀對對氯苯酚具有協(xié)同降解效果。這主要是由于高鐵酸鹽本身的氧化還原過程中可以產(chǎn)生雙氧水等活性氧物種[8]，紫外光存在的條件下，還原后的三價鐵鹽Fe3+與 H2O2形成芬頓反應(yīng)提高了OH自由基的濃度，從而使得對氯聯(lián)苯的去除率增高。

圖1 對氯苯酚去除率隨高鐵酸鹽投加量的變化

2.2 pH值對去除效率的影響

圖2中可以看出，對氯苯酚的去除率隨著溶液pH增高而增加。高鐵酸鹽在溶液中存在著如下的電離平衡[9]：

[3]趙德明，史惠祥，雷樂成，等.US/UV協(xié)同催化氧化降解對氯苯酚的研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2003，（5）:588-592.

在酸性溶液中，高鐵酸鹽的氧化還原電位較低，氧化能力較弱且對氯苯酚在酸性條件下與酚類形式存在故而降解效率低。隨著溶液pH值的增高，對氯苯酚以酚鹽的形式存在更容易被氧化，苯環(huán)上的電子云密度增大有利于親電試劑（OH自由基等）的攻擊故而導(dǎo)致去除率的上升[10]。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，高鐵酸鹽協(xié)同紫外光降解對氯苯酚的最佳pH值為10。

圖2 pH對去除率的影響

2.3 對氯苯酚初始濃度的影響

圖3是四組不同初始濃度下對氯苯酚去除率的。如圖所示隨著對氯苯酚的初始濃度從8 mg/L增加到20 mg/L，去除率從49%降低到34%。當(dāng)紫外光的強(qiáng)度和高鐵酸鹽的濃度一定時，溶液中的活性自由基的濃度一定。

圖3 初始濃度對去除率的影響

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如圖4a所示，與單獨(dú)高鐵酸鹽礦化率相比，紫外光協(xié)同高鐵酸鹽復(fù)合體系中對氯苯酚的礦化率在降解20 min后提高了10%。這表明紫外光協(xié)同高鐵酸鹽體系是一種安全的去除對氯苯酚方式。圖4b對高鐵酸鹽與紫外光降解水溶液中的對氯苯酚進(jìn)行準(zhǔn)一級動力學(xué)擬合，準(zhǔn)一級反應(yīng)動力學(xué)速率為-0.02 mg/L·min。其線性相關(guān)系數(shù)為R=0.99，說明高鐵酸鉀協(xié)同紫外光降解對對氯苯酚符合一級反應(yīng)動力學(xué)過程。

[4]崔建國，劉幼瓊，李娜.高鐵酸鉀同時降解微污染水中苯酚和Cr（Ⅵ）的研究[J].中國環(huán)境科學(xué)，2011，（9）:55-59.

我們家不看電視已經(jīng)2年多了，打開電視只有白花花看不清的中央一臺。甄小美說的“看電視”，指的是看碟——每個周五、周六晚上，一起吃爆米花、擁在沙發(fā)上看碟。偶爾遇到她生病要在家里待一天，或我必須不受打擾地在某件事上集中精神時，她也可以看碟，但只能是20～30分鐘。一年多來，這樣的例外情況很少，我們家基本維持了“周末看電視”的規(guī)則。但近1個月來，甄小美再三挑戰(zhàn)這個規(guī)則。有時早上剛起床，有時放學(xué)剛回家，有時睡覺前，幾乎每天都是一句話：“媽媽，我要看電視。媽媽，我要看電視……”

圖4 （a）單獨(dú)高鐵酸鹽和協(xié)同體系下的對氯苯酚礦化率 （b）對氯苯酚降解過程動力學(xué)擬合

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)研究了365 nm紫外光協(xié)同高鐵酸鉀降解水中的對氯苯酚，考察了高鐵酸鹽投加量、pH值和初始濃度對去除率的影響，結(jié)論如下：

（1）365 nm紫外光與高鐵酸鉀對對氯苯酚具有協(xié)同降解效果。且高鐵酸鹽協(xié)同紫外光降解對氯苯酚的最佳pH值為10。

（2）對氯苯酚的去除率隨著初始濃度的升高而降低，這是由于對氯苯酚與高鐵酸鉀分子碰撞效率下降及副產(chǎn)物消耗了一部分高鐵酸鹽和自由基導(dǎo)致。

（3）紫外光協(xié)同高鐵酸鹽復(fù)合體系中對氯苯酚的礦化率在降解20 min后提高了10%。動力學(xué)分析表明對氯苯酚的降解過程為一級動力學(xué)過程。

當(dāng)對氯苯酚的濃度增大時，單位體積內(nèi)對氯酚分子的數(shù)目越大，而高鐵酸鹽與活性自由基的分子數(shù)卻不變，導(dǎo)致高鐵酸鹽與活性自由基與對氯酚的有效碰撞幾率減小[11]，因此降解率下降。此外隨著對氯酚濃度的增加，其降解過程中的副產(chǎn)物濃度也會增加，這些副產(chǎn)物消耗了一部分高鐵酸鹽和自由基也會導(dǎo)致對氯酚的去除效率下降[12]。

參考文獻(xiàn)：

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在建設(shè)高峰期開展日常的監(jiān)督檢查工作，對承擔(dān)的每個建設(shè)項(xiàng)目均成立了質(zhì)量監(jiān)督項(xiàng)目站，項(xiàng)目站采取了靈活主動的方式開展監(jiān)督工作。對于大型、重點(diǎn)水利水電工程，項(xiàng)目站人員常駐現(xiàn)場，并派駐2至3名質(zhì)量監(jiān)督管理人員負(fù)責(zé)現(xiàn)場的日常監(jiān)督管理工作。

梁漱溟先生在《我的人生哲學(xué)》中談到，“生命的和諧，即人生理、心理—知、情、意的和諧，同時，亦是我的生命與社會其他的人生命的和諧?！笨梢?，和諧的本質(zhì)，就是人的和諧。如何實(shí)現(xiàn)人的和諧？正如梁漱溟校長所說的“每個人都蘊(yùn)蓄著一團(tuán)力量在內(nèi)里，要藉著一種活動發(fā)揮出來”。

2.4 礦化率與動力學(xué)分析

CYP2C9基因多態(tài)性對非甾體抗炎藥代謝及其消化道出血的影響……………………… 韓俊萍，李嘉琪，吳躍章，等（1·35）

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混凝土制備主要質(zhì)量控制點(diǎn)之一“人、材、機(jī)”。首先人員配置符合現(xiàn)場要求。其次，原材料在使用前，已按規(guī)定進(jìn)行送檢，檢驗(yàn)結(jié)果合格。再次，混凝土制備采用攪拌站進(jìn)行拌制，進(jìn)料由電腦控制并記錄配料情況。

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審美層面，雖然置身于客觀之中，但是缺乏對客觀物象進(jìn)行歸納和提煉，不能體現(xiàn)挖掘體現(xiàn)物象內(nèi)在的精神和作者自我心靈的部分。在技法層面，往往是呈現(xiàn)千篇一律的表現(xiàn)手法，不注重在客觀現(xiàn)實(shí)當(dāng)中確立自己的造型并探索與此造型精神氣息相通的技法，對于技法本身的精神性探索往往流于表面，甚至沒有思索。

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A STUDY ON THE DEGRADATION OF P-CHLOROPHENOL BY COMBINING POTASSIUM FERRATE WITH 365 nm UV

LIU Xue-gang1ZHAO Jun2
（1 Chaohu College,Chaohu Anhui 230039）
（2 Anhui Beauty Natural Environment Technology Co.Ltd,Lu’an Anhui 237000）

This paper studies the degradation of p-chlorophenol by combining potassium ferrate with 365nm UV(ultra violet)and the effect of additional dosage of potassium ferrate,PH and initial concentration on the removal rate of p-chlorophenol.And the mineralization ratio of sole potassium ferrate and composite are compared.It is found that the removal rate is 49%when the pH is 4,which is 11%higher than the sole potassium ferrate do and the mineralization ratio is increased by 6%under the conditions that mole ratio of potassium ferrate and p-chlorophenol is 4:1,the initial concentration of p-chlorophenol is 8mg L-1,.Kinetic results indicates that the degradation process of p-chlorophenol belongs to the process of pseudo first-order kinetics.

Potassium Ferrate；P-chlorophenol；365nm UV；Oxidative degradation

X592

A

1672－2868（2016）06－0045－04

責(zé)任編輯、校對：陳小舉

2016-05-20

劉雪剛（1987-），男，安徽淮北人。巢湖學(xué)院機(jī)械與電子工程學(xué)院，助教。研究方向：水污染控制工程。