六價鉻與有機染料同時還原和脫色的方法研究.pdf

1、近些年來，由于六價鉻[Cr(VI)]在電鍍工業(yè)、金屬工業(yè)、石油純化業(yè)和染料合成等工業(yè)中的使用，大量人工源的鉻進入土壤及水體中。工業(yè)染料廢水一直是工業(yè)廢水處理的難點，隨著各種工業(yè)操作釋放到自然水體中，造成了嚴重的環(huán)境污染問題。六價鉻和工業(yè)染料可能同時存在于水體中，雖然 Cr(VI)和染料的同時處理已受到重視，但仍然面臨巨大的挑戰(zhàn)。本文探討了兩種新的方法，主要研究了鐵(III)–有機酸和零價鐵(Fe0)–有機酸兩種體系中六價鉻和橙黃Ⅱ的同時

2、還原和脫色。
　　本文首先考察了用硫酸鐵和檸檬酸、酒石酸、草酸分別組成的均相體系，在太陽光照射下，對 Cr(VI)和橙黃Ⅱ的同時還原和脫色作用。實驗結果表明，太陽光照射下的Fe3+/Cit、Fe3+/Tar、Fe3+/Oxa三種體系均既具有還原性，可使Cr(VI)還原，又具有氧化性，能使橙黃Ⅱ同時脫色。三種酸中，草酸體系中 Cr(VI)和橙黃Ⅱ同時還原和脫色效率最好，而檸檬酸體系最差；酒石酸體系雖然有很高的還原Cr(VI)的效率，

3、但對橙黃Ⅱ的脫色效率明顯的差于草酸體系。必要的光輻射是保證這三種體系氧化化學活性的一個極為重要的條件，但在太陽光照射的基礎上再引入額外光輻射對三種體系的影響卻不相同：額外光輻射對Fe3+/Cit體系中Cr(VI)的還原和橙黃Ⅱ的脫色是有利的，對 Fe3+/Tar體系幾乎不產生影響，而對 Fe3+/Oxa體系則是不利的。光助Fe3+/ Cit體系中Cr(VI)的還原和橙黃Ⅱ的脫色與檸檬酸濃度有關。在一定濃度范圍內，檸檬濃度越高，Cr(VI

4、)的還原和橙黃Ⅱ的脫色效果越好；濃度過高，增強效應并不明顯，適宜的檸檬酸濃度為2.4 mmol/L。光助Fe3+/Cit體系中Cr(VI)的還原和橙黃Ⅱ的脫色與溶液的pH值有關。pH值越低越有利于Cr(VI)的還原和橙黃Ⅱ的脫色，適宜pH是3.0。Cr(VI)的還原率和橙黃Ⅱ的脫色率隨Fe(Ш)濃度的升高隨之升高。但濃度過高，增強效應也不明顯。在所研究的濃度范圍內，0.2mmol/L是一適宜濃度。實驗還發(fā)現(xiàn)固相鐵的腐蝕產物（ICPs）與

5、檸檬酸和草酸分別組成的光助ICPs/Cit和光助ICPs/Oxa體系也可以使Cr(VI)和橙黃Ⅱ同時還原和脫色，并且后者效率更高。這揭示了ICPs在環(huán)境治理中的一個潛在的應用價值。對于零價鐵(Fe0)–有機酸體系而言，必要的光輻射是Fe0/Oxa體系中Cr(VI)和橙黃Ⅱ同時還原和脫色的一個極為重要的條件，在太陽光照射下的Fe0/Oxa體系就可以使Cr(VI)和橙黃Ⅱ同時有效還原和脫色（在給定實驗條件下，反應60min后，Cr(VI)的

6、還原率和橙黃Ⅱ的脫色率分別達到46％和85%。）。但在太陽光照射的基礎上再額外增加光照射反而對此光助 Fe0/Oxa體系的還原和脫色活性產生不利影響（在其它實驗條件相同的情況下，反應60min后，Cr(VI)的還原率和橙黃Ⅱ的脫色率分別變?yōu)閮H為2%和71%。）。對Fe0/Oxa體系而言，適當降低Fe0的投加量可以獲得更高的Cr(VI)還原率和橙黃Ⅱ的脫色率。在太陽光照射下的Fe0/Tar體系也能使Cr(VI)和橙黃Ⅱ同時有效還原和脫色。

7、在太陽光照射的基礎上再額外增加光照射對此光助Fe0/Tar體系中橙黃Ⅱ的脫色有利，但對Cr(VI)的還原不利。比較Fe0/Oxa和Fe0/Tar兩體系中Cr(VI)的還原率和橙黃Ⅱ的脫色率可知，F(xiàn)e0/Tar體系更有利于其中 Cr(VI)的還原，而不利于橙黃Ⅱ的脫色；Fe0/Oxa體系則更有利于橙黃Ⅱ的脫色，而不利于Cr(VI)的還原。另外，F(xiàn)e0/Tar體系中Cr(VI)的還原和橙黃Ⅱ的脫色與Fe0投加量的關系不同于Fe0/Oxa體系

8、。Fe0/Tar體系中Cr(VI)的還原和橙黃Ⅱ的脫色還與酒石酸的濃度及溶液的pH值有關。在所研究的范圍內，酒石酸濃度為1.2mmol/L和溶液pH為3.0是適宜的條件。考察了鐵(III)–有機酸和零價鐵(Fe0)–有機酸兩種體系中 Cr(VI)和另一種有機染料亞甲基藍的同時還原和脫色。實驗發(fā)現(xiàn)，光助Fe3+/Cit體系也能使其脫色和共存Cr(VI)同時還原，并且pH值對亞甲基藍脫色率的的影響與對橙黃Ⅱ的影響基本相同。對零價鐵–有機酸體