(4) [Fe(HO2)]2+ →HO2·+ Fe2+
(5)O2+ Fe3+ →Fe2++ O2·
(6)HO2·+ Fe3+ →Fe2+ + O2 + H+
(7)·OH+ H2O2→HO2·+ H2O
当H2O2 过量时,由于反应方程(4)的反应速度远比反应方程(1) 的反应速度慢,所以[ Fe3+ ]与[ Fe2+ ] 的关系不大。反应方程(7) 指出了·OH消耗的另一途径。通过分离有机化合物中的H、填充未饱和的C - C键,羟基—OH能不加选择地同大多数有机物迅速反应,和·OH比较起来HO2·的反应活性微弱许多,而与之配对的O—几乎没有活性。当有O2 存在时,·OH与有机物反应产生的以碳为中心的自由基会与O2反应,产生ROO· 自由基,并最终变成氧化产物。除此之外,许多人提出了不同的Fe、PH、H2O2 反应途径和中间产物。Kan提出Fenton 反应会产生被水包围并与Fe 疏松连接的·OH,它能氧化大多数有机物。
(8) [ Fe (H2O) 6 ] + H2O─→ [ Fe (H2O) 5OH] + H3O+
(9) [ Fe (H2O) 5OH] + H2O ─→ [ Fe (H2O)4(OH)2 ] + H3O+
当pH 为3~7 时,上述络和物变成:
(10) 2 [ Fe (H2O) 5OH]─→ [ Fe (H2O) 8 (OH) 2] + 2 H2O
(11) [ Fe (H2O) 8 (OH) 2 ] + H2O ─→[ Fe2 (H2O) 7 (OH) 3] + H3O
(12) [ Fe2 (H2O) 7 (OH) 3 ]+ [ Fe (H2O) 5OH] →[ Fe3 (H2O) 7 (OH) 4 ]+ 2H2O
以上反应方程式证明Fenton试剂具有一定得絮凝沉淀功能。Sheng H. Lin的研究表明, Fenton 试剂所具有的这种絮凝沉淀功能是Fenton试剂降解COD的重要组成部分[10~13]。
2 实验材料与方法
2.1 实验材料及实验设备
表1 本实验主要仪器设备及材料
设备及材料 来源
T—214分析天平 北京赛多利斯仪器系统有限公司
电热恒温鼓风干燥箱 上海博迅实业有限公司医疗设备厂
高压反应釜KCFD03-10 烟台松岭化工设备有限公司
全温立式摇瓶柜HYG-C型 太仓市实验设备厂
自动高压灭菌器GI54DW 致微(厦门)仪器有限公司
2.2 实验方法
2.2.1 原料的制备
(1) 碱法抽提木质素
配制2%NaOH溶液:称取20gNaOH,加水溶解,充分搅拌并定容至1000ml;另外再配制600ml,称取12gNaOH,加水溶解至600ml,充分搅拌。
称取200g秸秆原料放入蓝口瓶中,加入2%NaOH溶液1000ml,摇匀并密封。置放于GI54DW自动高压灭菌器内,设定温度至110℃,反应90min。反应结束后,冷却,将容器取出,用滤纸过滤两次,得到滤液。将滤渣重新倒入洗净的容器内,加入2%NaOH溶液600ml,并重复上述操作。来~自^751论+文.网www.751com.cn/
(2) 酸析木素
配制10% H2SO4 溶液:量取98% 浓H2SO4 54ml,加入水中稀释,并定容至1000ml容量瓶中。往得到的滤液中滴加10%H2SO4溶液85ml左右,调节其PH至3左右,此时呈砖色并伴有大量的沉淀析出。往第二次得到的滤液中,滴加10%H2SO4溶液135ml左右,调节其PH至3左右,呈砖色并伴有大量析出物生成。再将两次调节过PH的滤液用滤纸过滤,得到滤渣,并放入烘箱内烘干。烘干后取出,碾碎成细小颗粒,即得到催化氧化降解实验的干物原料。