图3 显示在投加的H2O2 浓度低于400 mg/ L 时,丙烯腈降解率随H2O2 浓度增加而增大;当浓度超过400 mg/ L ,由于过量的H2O2 在反应一开始就将 Fe2 + 氧化为Fe3 + , 使反应在Fe3 + 催化下进行, 并且过量的H2O2自身分解,导致降解率不再增加反而有减小趋势。采用H2O2 分批投加方式可部分增强降解效果。
 |
| 图3 H2O2 浓度对AN 降解率的影响 |
2. 5 温度对反应的影响
由图4 可见,随温度升高,加速主反应进行并激活了自由基,降解率升高,在40 ℃时取得最佳降解效果;继续升高温度,H2O2 分解,阻碍反应进行,降解率下降, 研究表明增加压力可以缓解H2O2 热分解[9 ] 。但在整个反应温度范围内,温度变化对丙烯腈降解并没有显著影响。
 |
| 图4 温度对AN 降解率的影响 |
2. 6 紫外光和C2O2 - 4 对反应的影响
考察紫外光和C2O2 - 4 (400 mg/ L) 对Fenton 反应体系的影响,其结果为暗芬顿、UV 芬顿、草酸铁芬顿和UV 草酸铁芬顿对AN 的降解率分别为:8313 %、 9115 %、8811 %和9311 %。由此可知,紫外光和草酸铁的引入均可提高丙烯腈的降解率。
其作用顺序为:UV 草酸铁芬顿>UV 芬顿> 草酸铁芬顿> 暗芬顿。这是因为Fenton 体系中的 Fe (OH) 2 + 在紫外光照射下发生反应(4) ,进而加速了 H2O2 产生·OH的速度,形成一个Fe3 + / Fe2 + 的循环反应;而Fe (C2O4) 3 - 3 本身具有高度光敏性,在与紫外光联合作用时比单独暗芬顿降解率提高10 %左右。
2. 7 作用机理
2. 7. 1 Fenton 试剂