高铁酸钾/亚硫酸钠体系降解水中二氯芬酸钠规律的研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tianjuyy
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本研究中所使用的氧化剂是高铁酸钾(K2FeO4),具有很强的氧化性,其氧化产物是对环境无害的三价铁(氢)氧化物。但是K2FeO4是一种选择氧化剂,所以如何充分发挥其氧化特性成为了近几年研究的重点。实验中选取的目标污染物二氯芬酸钠(DCF)是一种常见的ECs类物质。强化K2FeO4氧化的方式是构建K2FeO4/Na2SO3体系,利用中间价态铁(Fe(V))和SO4·-的共同氧化作用来降解目标物。首先探究了K2FeO4和Na2SO3反应动力学,发现他们之间的反应受pH影响很大。pH 6时的速率常数(1.24×105 M-1s-1)与pH 9时的速率常数(2.4×103 M-1s-1)相差两个数量级,可见K2FeO4在酸性条件下与Na2SO3的反应活性要比碱性条件强很多。随后又从反应体系pH,Na2SO3投加量,K2FeO4投加量,以及溶解氧等条件探究了影响K2FeO4/Na2SO3体系降解DCF的因素,以及分析了该体系在氧化过程中的主要活性物质,以及其作用区间。实验结果表明K2FeO4/Na2SO3体系降解DCF的主要氧化物质在不同条件下并不相同,在Na2SO3低浓度区域(≤100μM),主要是Na2SO3促进K2FeO4生成氧化性更强的Fe(V)以达到降解目标物的目的。而在Na2SO3高浓度区域(≥100μM)则是K2FeO4作为启动剂,推动Na2SO3产生SO4·-降解目标物。而从pH角度来说,由于在酸性条件下Fe(VI)和Fe(V)的活性更强,所以在Na2SO3低浓度区域便可以达到最大降解率。而碱性条件下,Fe(VI)和Fe(V)的活性受到抑制,体系在Na2SO3高浓度区域生成SO4·-时达到最大降解率。而在实际水体条件下(松花江水,地下水),K2FeO4/Na2SO3体系对于DCF仍有很好的降解效果,即使K2FeO4投加量仅为25μM,Na2SO3投加量为400μM条件下,在松花江水,地下水中对DCF的降解效率也能分别达到85%,85%。
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