實(shí)驗(yàn)8苯酚的光降解速率常數(shù)

1、苯酚的光降解速率常數(shù)11環(huán)科1陳浩翔1有機(jī)污染物在水體中的光化學(xué)降解強(qiáng)烈地影響著它們?cè)谒械臍w宿，因而對(duì)水體中有機(jī)污染物光化學(xué)降解的研究已成為水環(huán)境化學(xué)的一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。目前，光降解技術(shù)已成為許多難降解有機(jī)污染物的有效去除手段。水體中有機(jī)污染物光化學(xué)降解規(guī)律的研究主要包括兩方面的內(nèi)容。一是研究其降解速率及影響因素；二是研究有機(jī)污染物降解產(chǎn)物，包括中間產(chǎn)物的毒性大小。需要注意的是，有機(jī)污染物的光化學(xué)降解產(chǎn)物可能還是有毒的，甚至比母體化合物毒性更大。因而有機(jī)污染物的分解并不意味著毒性的消失。苯酚普遍存在于石油、煤氣等工業(yè)廢水中，天然水中苯酚的含量經(jīng)常超標(biāo)。因此，研究天然水中酚的降解對(duì)控制其污染

2、是很有意義的。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定酚在光作用下的降解速度，并求得速率常數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)原理溶于水中的有機(jī)污染物，在太陽(yáng)光的作用下分解，不斷產(chǎn)生自由基，除自由基外，水體中還存在有單態(tài)氧，使得天然水中的有機(jī)污染物不斷地被氧化。因此，光降解是天然水體有機(jī)污染物的自凈途徑之一。天然水體中有機(jī)污染物的光降解速率為：一dc/dt= KcOx對(duì)上式積分得：In色=KOxt = K'tc式中：co天然水體中有機(jī)物起始濃度；c時(shí)間為t時(shí)測(cè)得有機(jī)物的濃度；Ox天然水體中氧化性基團(tuán)的濃度；K'得到的衰減曲線的斜率。本實(shí)驗(yàn)在含苯酚的蒸餾水溶液中加入過(guò)氧化氫作為氧化劑，模擬含酚天然水進(jìn)行光降解實(shí)驗(yàn)。苯酚的測(cè)定是

3、根據(jù)鐵氰化鉀存在的堿性條件下，苯酚與4-氨基安替比林反應(yīng)，生成橘紅色的吲哚酚安替比林染料，其水溶液呈紅色，在510 nm處有最大吸收。在一定濃度范圍內(nèi)，苯酚的濃度與吸光度值成線性關(guān)系。三、儀器和試劑1儀器 可見(jiàn)光分光光度計(jì)；高壓汞燈，450W。2試劑(1) 苯酚標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：1000 mg/L。(2) 50 mg/L苯酚標(biāo)準(zhǔn)中間液：取苯酚標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液5 mL稀釋至100 mL。(3) 緩沖溶液：稱取 20 g氯化銨溶于100 mL濃氨水中。（4） 1% 4氨基安替比林溶液：貯于棕色瓶中在冰箱內(nèi)可保存1周。（5） 4%鐵氰化鉀溶液：貯于棕色瓶中在冰箱內(nèi)可保存1周。（6） 0.36%過(guò)氧化氫溶液：取過(guò)

4、氧化氫溶液3.0 mL稀釋至250 mL。（7） 待降解苯酚溶液：取 1000 mg/L的苯酚標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液 5.0 mL于250 mL容量瓶中， 用二次水稀釋至刻度，搖勻待用（用前現(xiàn)配）。四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制分別取50 mg/L的苯酚標(biāo)準(zhǔn)中間液 0、0.5、1.00、1.50、2.00和2.50 mL于25 mL比色 管中，加少量二次水，然后加入0.5 mL緩沖溶液（在通風(fēng)條件下進(jìn)行），1.0 mL 4 氨基安替比林溶液，混勻。再加入1.0 mL鐵氰化鉀溶液，徹底混勻。最后用二次水定容至25 mL ,放置15 min后，在分光光度計(jì)上，于510nm波長(zhǎng)處，用1 cm比色皿，以空白溶液

5、為參比， 測(cè)量吸光度。以吸光度對(duì)濃度作圖繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。2. 光降解實(shí)驗(yàn) 將待降解的苯酚溶液置于1000 mL燒杯中，加入4.0 mL 0.36%的過(guò)氧化氫溶液，混勻。此溶液即為模擬的含苯酚天然水樣。 將裝有模擬苯酚水樣的燒杯置于恒溫槽中，在汞燈照射下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。每隔10 min取一次樣，每次取 5.0 mL ,共取4次樣，分別在t= 0、10、20、30 min時(shí)取樣）。分別置于有 編號(hào)的25 mL比色管中，按照與步驟1相同的方法測(cè)定吸光度。3. 化學(xué)降解實(shí)驗(yàn)取5.00ml 20mg/l待降解苯酚溶液到 25ml比色管中，加入濃過(guò)氧化氫溶液，分別靜置10min和30min后顯色，靜置15min后

6、比色。五、數(shù)據(jù)處理由標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得不同時(shí)間光降解溶液中苯酚所對(duì)應(yīng)的濃度值，繪制lnc°/ct關(guān)系曲線，求得K '直。標(biāo)線杯差=0.003c mg/l012345A0.010.0350.0620.0870.1120.142校正0.0070.0320.0590.0840.1090.139扣空白00.0250.0520.0770.1020.132苯酚標(biāo)線數(shù)據(jù)記錄表光解實(shí)驗(yàn)化學(xué)氧化時(shí)間/s0600120018006001800A0.1240.1020.0990.0950.0060校正0.1210.0990.0960.0920.003-扣空白0.1140.0920.0890.085-0.004-c mg/l4.3816793.7528093.6404493.4906370.157303-ln( c/c0)1.51831.6732281.7036251.7456484.845311-苯酚光解ln( co/c)-t曲線c0=20mg/lt/s*系列1線性