基本信息
- 項目名稱：
- Fe(III)及其絡(luò)合物對偶氮染料光降解影響的研究
- 小類：
- 能源化工
- 簡介：
- 自然界中的鐵含量較多、分布廣泛，在研究環(huán)境污染物的歸宿中具有非常重要的作用。在偶氮染料的光降解過程中，F(xiàn)e(III)可對反應(yīng)起到催進作用。這是由于光照使三價鐵轉(zhuǎn)化為二價鐵的同時有羥基自由基生成，羥基自由基的存在可破壞染料的聲色官能團，從而使染料脫色降解。且溶液中染料的初始濃度以及加入的三價鐵濃度都回對實驗產(chǎn)生影響。本實驗即在此基礎(chǔ)上研究以上幾種因素可能對降解實驗造成的影響。
- 詳細介紹：
- 針對目前日益加重的工業(yè)廢水污染引起的重大環(huán)境問題現(xiàn)狀，為了實現(xiàn)保護和改善我們賴以生存的生活環(huán)境的目的，人們采用各種方法和手段對多種可行性降解物進行研究。其中以Fe(III)及其絡(luò)合物光催化降解的方法最為有效。這是由于鐵元素是生物必需元素,它在自然界中普遍存在。其價態(tài)可變，作為淡水、海水和大氣、水中的主要成分之一，鐵能以多種形態(tài)參與到多種氧化還原反應(yīng)中。因而在研究環(huán)境污染物的歸宿中具有非常重要的作用。 此方法的特點在于大大降低了染料降解的成本且其降解原料易于獲得，降解速率也相應(yīng)較快。本實驗分為兩部分，其一，采用Fe(III)的光誘導(dǎo)反應(yīng)，以O(shè)G作為偶氮染料的代表，研究了水溶液中Fe(III)存在時OG的光降解情況。其二，以染料OG為例，研究不同因素對Fe(III)及其絡(luò)合物光催化體系降解染料的影響，分別對Fe(III)濃度變化、草酸濃度變化、OG本身濃度變化對光降解的影響進行了研究，并對其體系的降解機理進行了分析。 最終實驗結(jié)果表明：Fe(III)能有效催進光降解。隨Fe(III)、草酸濃度的增加OG的降解速率增加，隨OG濃度的減小降解速率增加。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 近年來染料廢水尤其是偶氮染料廢水引起人們?nèi)找娴年P(guān)注，其大范圍的工業(yè)使用使排放量逐年增加，對人類賴以生存的環(huán)境造成危害。因此，基于對污水處理成本、效率等實際因素的考慮，本實驗選取水體中普遍存在的Fe進行試驗研究，以Fe(III)的光誘導(dǎo)反應(yīng)為依據(jù)，以橙G作為偶氮染料的代表，研究了水溶液中Fe(III)及其絡(luò)合物存在時橙G的光降解情況。來證實Fe(III)對橙G的降解具有高效、經(jīng)濟的降解特點。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 為了保護和改善人類的生存環(huán)境，人們采取了各種方法控制染料對環(huán)境造成的污染，作為降解成本低，降解原料豐富，降解速度快的Fe(III)光催化降解方法成為環(huán)境領(lǐng)域非?；钴S的一個研究方向。然而，這種光催化降解的速率受多種因素的影響。本實驗通過大量研究，結(jié)果表明：隨Fe(III)濃度的增加橙G的降解速率增加，隨著橙G濃度的增加降解速率減小甚至達到幾乎完全降解的程度。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- Fe(III)對橙G的降解作用，有利于人們將此方法應(yīng)用到實踐中，為保護環(huán)境和改善人類生存環(huán)境以及對染料污染的控制提供了較為完善、優(yōu)越的解決方案。降解成本低、降解速度快、效果明顯。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 隨著近年來工業(yè)化生產(chǎn)帶來的染料污染對環(huán)境的不良影響的日趨加重。染料廢水尤其是偶氮染料廢水越來越多被人們關(guān)注，大量的觀察研究表明其對水體、土壤及生態(tài)環(huán)境等都造成了難以彌補的破壞。 為了減緩解決這一問題，人們采用各種方法對多種可行性降解物進行研究，實驗證實鐵及其絡(luò)合物具有很好的光化學(xué)反應(yīng)活性，能加速天然水體中污染物的遷移轉(zhuǎn)化速率。其中以Fe(III)及其絡(luò)合物光催化降解的方法最為有效。其特點在于講解速率快，染料降解的成本低且降解原料易于獲得。本實驗以橙G作為偶氮染料的代表，研究了水溶液中Fe(III)及其絡(luò)合物存在時橙G的光降解情況及不同因素對這一光催化體系降解染料的影響。
獲獎情況
- 董遠，孫振，楊國姣，宋益瑩。水溶液中Fe(III)引發(fā)偶氮染料光降解的研究。大連民族學(xué)院學(xué)報，2011年第5期。 歐曉霞, 王崇, 張鳳杰, 闕麗華, 丁蕾, 馬麗娟。三價鐵及其絡(luò)合物光化學(xué)行為的研究進展, 環(huán)境保護科學(xué). 2010, 36(4), 33-35.
鑒定結(jié)果
- 以上發(fā)表作品真實可信，具有相關(guān)參考價值。
參考文獻
- [1]OU X X, QUAN X, CHEN S, et al. Photocatalytic reaction by Fe(III)-citrate complex and its effect on the photodegradation of atrazine in aqueous solution [J]. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. 2008, 197, 382-388. [2]郭新章, 劉夢軍. 磷鎢酸-草酸銨-二氧化鈦三元混合體系光催化降解甲基橙的初步研究. 孝感學(xué)院學(xué)報, 2008, 28(6): 35-38. [3]Bokare A D, Chikate R C, Rode C V, et al. Iron-nickel bimetallic nanoparticles for reductive degradation of azo dye Orange G in aqueous solution. Applied Catalysis B: Environmental. 2008, 79: 270-278.
同類課題研究水平概述
- 近年來，隨著我國印染產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，染料行業(yè)在迅猛發(fā)展的同時也為環(huán)境保護帶來了巨大的壓力。染料特別是偶氮染料（合成染料中為數(shù)最多的品種），因其成分復(fù)雜、色度高、可生化性差，傳統(tǒng)的處理方法如物理法、化學(xué)法和生物法，或幾種方法聯(lián)合處理，都難以達到理想的效果，而且容易引起二次污染。 因此偶氮染料的脫色和降解成為水處理領(lǐng)域的熱點和難點之一。 大量調(diào)查研究顯示：不經(jīng)處理或處理未達標排放的印染廢水，不僅對人們的身體健康產(chǎn)生了或多或少的影響，而且對人類賴以生存的水體、土壤及生態(tài)環(huán)境等，都造成了不可想象的影響。自1964年H R. Eisenhouser首次使用Fenton試劑處理苯酚及烷基苯廢水，開創(chuàng)了Fenton試劑應(yīng)用于廢水領(lǐng)域的先例開始。越來越多的學(xué)者逐步投入到相關(guān)研究中，1991年美國環(huán)保局的Zeep先生和瑞士水資源與水污染控制研究所Faust. Holgne先生研究了光照下Fenton試劑反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)光照可以大大加速Fenton體系中有機物的降解速度。至目前為止國內(nèi)外學(xué)者廣泛采用的針對染料污染的處理方法主要有生物氧化法、化學(xué)氧化法、活性炭吸附法、混凝法和電化學(xué)法等。本實驗即著重于研究水體中Fe(III)及其絡(luò)合物對偶氮染料光降解的研究。 研究表明：鐵和各種有機小分子酸在自然界中廣泛存在 ,且具有較好的光化學(xué)活性 ,對于環(huán)境中的持久性有毒物質(zhì)有較高的光降解效率。特別是草酸鐵絡(luò)合物因其具有較強的光化學(xué)活性而倍受親睞,利用Fe(III)草酸鹽絡(luò)合物來光催化降解和處理污染物成為環(huán)境領(lǐng)域非?；钴S的一個研究方向。很多科學(xué)工作者進行了對印染廢水、農(nóng)藥廢水（乙草胺）、城市垃圾填埋場滲濾液等污水降解處理的研究，研究結(jié)果顯示：同其他方法比較，UV-Vis/H2O2/草酸鐵絡(luò)合物法處理效率較其他方法要高。 一般說來，pH在3~4.9時，草酸鐵絡(luò)合物效果好；pH在4.0~8.0時，F(xiàn)e(III)檸檬酸鹽絡(luò)合物的效果好。因草酸鐵絡(luò)合物具有較寬的吸收波段，UV-Vis/草酸鐵絡(luò)合物/H2O2法更具發(fā)展前途。但人們依然在從事相關(guān)的學(xué)術(shù)研究，以期尋找到更加經(jīng)濟，高效，易于獲得的降解材料。
