高铁酸钾协同365 nm紫外光降解对氯苯酚

刘雪刚赵 军

（1 巢湖学院，安徽 巢湖 238000）

（2 安徽美自然环境科技有限公司，安徽 六安 237000）

高铁酸钾协同365 nm紫外光降解对氯苯酚

刘雪刚1赵 军2

（1 巢湖学院，安徽 巢湖 238000）

（2 安徽美自然环境科技有限公司，安徽 六安 237000）

文章研究了高铁酸钾协同365 nm紫外光降解对氯苯酚，考察了高铁酸盐投加量、pH值和初始浓度对对氯苯酚去除率的影响并对比了单独高铁酸钾和复合体下的矿化率。实验结果表明：在高铁酸钾与对氯苯酚的摩尔比为4:1，对氯苯酚初始浓度为8 mg/L，pH为4时去除率为49%，比单独高铁酸盐处理降解率提高了11%。矿化率提高了6%。动力学结果表明降解过程为准一级动力学过程。

高铁酸钾；对氯苯酚；365 nm紫外光；氧化降解

氯酚类有机污染物是美国环保局重点控制的129种污染物之一。我国也将氯酚列在重点污染物的黑名单上[1]。对氯苯酚一旦进入环境当中就会对人类健康和生态环境产生长期的影响[2-3]。因此其降解是备受关注的研究方向。

由于高铁酸钾具有较强的氧化作用，近年来，其作为一种新型非氯高效消毒及水处理药剂而引起广泛的关注[4]。鉴于高铁酸钾在水处理中的优越性，关于它与其联用技术的研究也得到了显著的进展[5-6]。而光氧化也是水体中有机物去除的重要手段[7]。因此，本文利用高铁酸钾联合365 nm紫外光协同降解对氯苯酚，探讨了不同实验因素对去除效果的影响，分析了对氯苯酚的降解动力学过程。

1 材料与方法

365 nm紫外灯，功率8 W；PHS-3C型酸度计；磁力搅拌机（金坛市白塔新宝仪器厂）；紫外分光光度计（UV-1750日本岛津）；总有机碳分析仪TOC（multi N/C-2100德国耶拿分析仪器股份有限公司）

将一定浓度的对氯联苯水溶液置于100 mL的烧杯中，加入一定质量的高铁酸钾，溶液的pH值通过高氯酸或氢氧化钠来调节，混合溶液置于365 nm紫外灯辐照30 min，利用紫外分光光度及测定溶液中对氯苯酚浓度的变化。

2 结果与讨论

2.1 高铁酸钾投加量对去除效率的影响

红河州充分展示改革开放40年来各族群众的生活巨变 近日，红河州委州政府联合云南广播电视台国际频道，从红河州40周年11个世居民族中精选出11位代表人物，制作《丝路红河》改革开放特别报道。报道采取访谈的形式，分别制作11个专题短片，叙述了红河州11个世居民族在党的十一届三中全会以来的巨大变化。目前，短片正在制作中，并将在改革开放40周年前夕与广大观众见面。

从图1中可以看出，高铁酸钾和紫外光的复合体系下，随着高铁酸钾与对氯苯酚的摩尔比从1:1提高到20:1，其去除率从20%显著提高到78%，且比单独高铁酸钾体系下的去除效率提高了7%。实验结果表明，365 nm紫外光与高铁酸钾对对氯苯酚具有协同降解效果。这主要是由于高铁酸盐本身的氧化还原过程中可以产生双氧水等活性氧物种[8]，紫外光存在的条件下，还原后的三价铁盐Fe3+与 H2O2形成芬顿反应提高了OH自由基的浓度，从而使得对氯联苯的去除率增高。

图1 对氯苯酚去除率随高铁酸盐投加量的变化

2.2 pH值对去除效率的影响

图2中可以看出，对氯苯酚的去除率随着溶液pH增高而增加。高铁酸盐在溶液中存在着如下的电离平衡[9]：

[3]赵德明，史惠祥，雷乐成，等.US/UV协同催化氧化降解对氯苯酚的研究[J].环境科学学报，2003，（5）:588-592.

在酸性溶液中，高铁酸盐的氧化还原电位较低，氧化能力较弱且对氯苯酚在酸性条件下与酚类形式存在故而降解效率低。随着溶液pH值的增高，对氯苯酚以酚盐的形式存在更容易被氧化，苯环上的电子云密度增大有利于亲电试剂（OH自由基等）的攻击故而导致去除率的上升[10]。根据本实验结果，高铁酸盐协同紫外光降解对氯苯酚的最佳pH值为10。

图2 pH对去除率的影响

2.3 对氯苯酚初始浓度的影响

图3是四组不同初始浓度下对氯苯酚去除率的。如图所示随着对氯苯酚的初始浓度从8 mg/L增加到20 mg/L，去除率从49%降低到34%。当紫外光的强度和高铁酸盐的浓度一定时，溶液中的活性自由基的浓度一定。

图3 初始浓度对去除率的影响

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如图4a所示，与单独高铁酸盐矿化率相比，紫外光协同高铁酸盐复合体系中对氯苯酚的矿化率在降解20 min后提高了10%。这表明紫外光协同高铁酸盐体系是一种安全的去除对氯苯酚方式。图4b对高铁酸盐与紫外光降解水溶液中的对氯苯酚进行准一级动力学拟合，准一级反应动力学速率为-0.02 mg/L·min。其线性相关系数为R=0.99，说明高铁酸钾协同紫外光降解对对氯苯酚符合一级反应动力学过程。

[4]崔建国，刘幼琼，李娜.高铁酸钾同时降解微污染水中苯酚和Cr（Ⅵ）的研究[J].中国环境科学，2011，（9）:55-59.

我们家不看电视已经2年多了，打开电视只有白花花看不清的中央一台。甄小美说的“看电视”，指的是看碟——每个周五、周六晚上，一起吃爆米花、拥在沙发上看碟。偶尔遇到她生病要在家里待一天，或我必须不受打扰地在某件事上集中精神时，她也可以看碟，但只能是20～30分钟。一年多来，这样的例外情况很少，我们家基本维持了“周末看电视”的规则。但近1个月来，甄小美再三挑战这个规则。有时早上刚起床，有时放学刚回家，有时睡觉前，几乎每天都是一句话：“妈妈，我要看电视。妈妈，我要看电视……”

图4 （a）单独高铁酸盐和协同体系下的对氯苯酚矿化率 （b）对氯苯酚降解过程动力学拟合

3 结论

本实验研究了365 nm紫外光协同高铁酸钾降解水中的对氯苯酚，考察了高铁酸盐投加量、pH值和初始浓度对去除率的影响，结论如下：

（1）365 nm紫外光与高铁酸钾对对氯苯酚具有协同降解效果。且高铁酸盐协同紫外光降解对氯苯酚的最佳pH值为10。

（2）对氯苯酚的去除率随着初始浓度的升高而降低，这是由于对氯苯酚与高铁酸钾分子碰撞效率下降及副产物消耗了一部分高铁酸盐和自由基导致。

（3）紫外光协同高铁酸盐复合体系中对氯苯酚的矿化率在降解20 min后提高了10%。动力学分析表明对氯苯酚的降解过程为一级动力学过程。

当对氯苯酚的浓度增大时，单位体积内对氯酚分子的数目越大，而高铁酸盐与活性自由基的分子数却不变，导致高铁酸盐与活性自由基与对氯酚的有效碰撞几率减小[11]，因此降解率下降。此外随着对氯酚浓度的增加，其降解过程中的副产物浓度也会增加，这些副产物消耗了一部分高铁酸盐和自由基也会导致对氯酚的去除效率下降[12]。

参考文献：

[1]文岳中，姜玄珍，刘维屏.高压脉冲放电与臭氧氧化联用降解水中对氯苯酚[J].环境科学，2002，（2）:73-76.

[2]童少平，胡丽华，魏红，等.Ni/Fe二元金属脱氯降解对氯苯酚的研究[J].环境科学，2005，（4）:59-65.

在建设高峰期开展日常的监督检查工作，对承担的每个建设项目均成立了质量监督项目站，项目站采取了灵活主动的方式开展监督工作。对于大型、重点水利水电工程，项目站人员常驻现场，并派驻2至3名质量监督管理人员负责现场的日常监督管理工作。

梁漱溟先生在《我的人生哲学》中谈到，“生命的和谐，即人生理、心理—知、情、意的和谐，同时，亦是我的生命与社会其他的人生命的和谐。”可见，和谐的本质，就是人的和谐。如何实现人的和谐？正如梁漱溟校长所说的“每个人都蕴蓄着一团力量在内里，要藉着一种活动发挥出来”。

2.4 矿化率与动力学分析

CYP2C9基因多态性对非甾体抗炎药代谢及其消化道出血的影响……………………… 韩俊萍，李嘉琪，吴跃章，等（1·35）

[5]张雄军，彭书传，朱承驻等.高铁酸钾/254nm紫外光氧化降解水体中双酚A[J].环境化学，2014，（4）:643-648.

混凝土制备主要质量控制点之一“人、材、机”。首先人员配置符合现场要求。其次，原材料在使用前，已按规定进行送检，检验结果合格。再次，混凝土制备采用搅拌站进行拌制，进料由电脑控制并记录配料情况。

[6]SHARMA V K.Oxidative transformations of environmental pharmaceuticals by Cl2，ClO2，O3and Fe（VI）:Kinetics Assessment（Review）[J].Chemosphere,2008，（9）:1379-1386.

[7]Yuan Y，YANG S，ZHOU D，et al.A simple Cr（VI）-S（IV）O2system for rapid and simultaneous reduction of Cr（VI）and oxidative degradation of organic pollutants.[J].Journal of Hazardous Materials.2016，（307）:294－301.

[8]JIANG J Q.Research progress in the use of ferrate（VI）for the environmental remediation.[J].Journal of Hazardous Materials,2007，（3）:617－623.

审美层面，虽然置身于客观之中，但是缺乏对客观物象进行归纳和提炼，不能体现挖掘体现物象内在的精神和作者自我心灵的部分。在技法层面，往往是呈现千篇一律的表现手法，不注重在客观现实当中确立自己的造型并探索与此造型精神气息相通的技法，对于技法本身的精神性探索往往流于表面，甚至没有思索。

[9]杨滨，应光国，赵建亮.高铁酸钾氧化降解三氯生的动力学模拟及反应机制研究[J].环境科学，2011，（9）:2543-2548.

[10]ASCHI M，ATTINA M，CACACE F，et al.A mass spectrometric and computational study of gaseous peroxynitric acid and（HOONO2）H+protomers[J].International Journal of Mass Spectrometry，2000，（99）:1-10.

[11]李迪璇，胡喆，朱承驻，等.高铁酸钾/254nm紫外光协同氧化降解水体中硝基苯[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2013，（8）:988-992.

[12]KIM C，PANDITI V R，GARDINALI P R，et al.Ferrate promoted oxidative cleavage of sulfonamides:kinetics and product formation under acidic conditions[J].Chemical Engineering Journal,2015，（11）:307-316.

A STUDY ON THE DEGRADATION OF P-CHLOROPHENOL BY COMBINING POTASSIUM FERRATE WITH 365 nm UV

LIU Xue-gang1ZHAO Jun2
（1 Chaohu College,Chaohu Anhui 230039）
（2 Anhui Beauty Natural Environment Technology Co.Ltd,Lu’an Anhui 237000）

This paper studies the degradation of p-chlorophenol by combining potassium ferrate with 365nm UV(ultra violet)and the effect of additional dosage of potassium ferrate,PH and initial concentration on the removal rate of p-chlorophenol.And the mineralization ratio of sole potassium ferrate and composite are compared.It is found that the removal rate is 49%when the pH is 4,which is 11%higher than the sole potassium ferrate do and the mineralization ratio is increased by 6%under the conditions that mole ratio of potassium ferrate and p-chlorophenol is 4:1,the initial concentration of p-chlorophenol is 8mg L-1,.Kinetic results indicates that the degradation process of p-chlorophenol belongs to the process of pseudo first-order kinetics.

Potassium Ferrate；P-chlorophenol；365nm UV；Oxidative degradation

X592

A

1672－2868（2016）06－0045－04

责任编辑、校对：陈小举

2016-05-20

刘雪刚（1987-），男，安徽淮北人。巢湖学院机械与电子工程学院，助教。研究方向：水污染控制工程。