苯酚的光降解速率常數(shù)

1、實(shí)驗(yàn)七 苯酚的光降解速率常數(shù) 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)控制其污染是很有

2、意義的。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?測(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，具體過(guò)程如下： RH H·R· 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，最終生成CO2 ,CH4和H2O等。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，可用下式表示： -= KcOx式中：c天然水中苯酚的濃度； Ox天然水中的氧化基團(tuán)。上式積分得：ln= KOxt = Kt式中：c0大然水中苯酚的起始濃度； c時(shí)間為t時(shí)測(cè)得苯酚的濃度；Ox天然水中氧化性基團(tuán)的濃度。一

3、般是定值，認(rèn)為其在反應(yīng)過(guò)程中濃 度維持不變。K所得到的衰減曲線的斜率。繪制ln-t關(guān)系曲線，可求得K值， 即光降解速率常數(shù)。本實(shí)驗(yàn)在含苯酚的蒸餾水溶液中加人H2O2，模擬含酚天然水進(jìn)行光降解實(shí)驗(yàn)。苯酚的測(cè)定是根據(jù)氧化劑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(1) 可見(jiàn)光分光光度計(jì)。(2) 恒溫水浴槽。(3) 電動(dòng)攪拌機(jī)。(4) 高壓汞燈：400 W。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)

4、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 NH4Cl溶于100 mL濃NH3·H2O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 % H2O2溶液：取濃H2O2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10.0 mL于500mL容量瓶中，用二次水稀釋至刻度，搖勻待用。四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制分別取50mg/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2

5、5 mL容量瓶中，加少量二次水，然后加人0.5 mL緩沖溶液，1.0 mL 4氨基安替比林溶液，混勻。再加人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510 nm波長(zhǎng)處，用1 cm比色皿，以空白溶液為參比，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) 檢查光照系統(tǒng)，定溫在20。 將待降解的苯酚溶液置于1000 mL燒杯中，加入4.0 ml 0.36%的H2O2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11次樣（即分別在t0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100min時(shí)取樣）。分別置于有編號(hào)的 25mL容量瓶中，按照與步驟1相同的方法測(cè)定吸光度。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