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2.4pH值對COD降解的影響
取100mL原水，H2O2和FeSO4·7H2O投加量分別為10mL和0.6g，調(diào)節(jié)廢水的pH分別為2、3、4、5和6，反應(yīng)30min后取樣，考察實驗結(jié)果。由圖4可知，最佳pH=4。可能原因如下:如果pH值過低，F(xiàn)e3+不能很好地還原成Fe2+，影響了Fenton反應(yīng)的持續(xù)進行。如果pH值過高，使·OH的產(chǎn)率大大降低，且溶液中的Fe2+易以氫氧化物的形式沉淀而失去催化能力。
2.5草酸對Fenton反應(yīng)的協(xié)同作用
取100mL原水，H2O2和FeSO4·7H2O投加量分別為10mL和0.6g，固定廢水的pH為4，再分別投加草酸0.6、1.2、1.8和2.4g，反應(yīng)30min后取樣。由圖5可知，一定量的草酸引入Fenton體系有利于反應(yīng)的進行。草酸引入Fenton體系，草酸和鐵離子混合后可形成穩(wěn)定的草酸鐵絡(luò)合物Fe(C2O4)+、Fe[(C2O4)2]-和[Fe(C2O4)3]3-，以[Fe(C2O4)3]3-的光化學(xué)活性最強[16-18]，它具有特殊的光譜特性，可以吸收高于200nm波長的光而產(chǎn)生·OH，反應(yīng)式[19]為:
2.6TiO2
對Fenton反應(yīng)的協(xié)同作用設(shè)置好多功能光化學(xué)反應(yīng)儀的相關(guān)參數(shù)，取300mL原水置于光反應(yīng)器中，調(diào)節(jié)pH值為4，邊攪拌邊依次加入1.8g的FeSO4·7H2O顆粒、0.3gTiO2粉末和24mL30%的H2O2，立即打開300W汞燈照射。于60min時取樣，同時往樣品中加入強堿溶液使其pH值超過10。運用高速離心機離心樣品，保證離心完全，取其上清液測定COD。
由表1可知，TiO2加入后，處理原水所消耗的H2O2減少，且處理效果也有一定程度的提升。這是因為TiO2與Fenton試劑之間存在著一種協(xié)同效應(yīng)。TiO2對Fe3+的催化還原作用，提高了反應(yīng)系統(tǒng)中Fe3+的濃度，促進了Fenton反應(yīng)的進行，使系統(tǒng)中·OH的產(chǎn)率和濃度增大，氧化降解有機物的能力增強;另外，一方面電子接受體Fe3+的還原作用也有利于抑制TiO2光催化電子-空穴對的復(fù)合;另一方面，H2O2可與電子反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基·OH，這也能抑制電子-空穴對的復(fù)合。這些都提高了TiO2本身的光催化量子效率。
3·結(jié)論
(1)有機物的降解主要依靠的是光-Fenton反應(yīng)。投加高濃度的H2O2可以將大部分的有機物分解。當(dāng)Fenton反應(yīng)進行到一定階段時，繼續(xù)投加H2O2對于有機物的降解效果沒有之前顯著，而且成本提高太多。
(2)在Fenton反應(yīng)之中投加一定量的草酸，一方面加速了Fe3+向Fe2+的轉(zhuǎn)化，促進了Fenton反應(yīng)的加速進行;另一方面反應(yīng)過程中可以產(chǎn)生H2O2，從而可以減少廢水處理過程中H2O2用量，降低廢水處理成本。
(3)光TiO2催化反應(yīng)與Fenton反應(yīng)有很好的協(xié)同作用，但反應(yīng)時間延長。通過實驗，得出該廢水的最佳操作條件:pH=4，H2O2投加量為80mL/L，F(xiàn)eSO4·7H2O投加量為6g/L，F(xiàn)e2+與H2O2的摩爾比為1∶36，草酸投加量為12g/L，TiO2投加量為1.0g/L，反應(yīng)時間為60min。經(jīng)過處理，廢水的COD從7600mg/L降至432mg/L，COD的降解率達到了94.3%。
參考文獻：略
