芬顿实验的方案脑图思维导图

yeli687

2023-12-13

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实验目的

实验步骤

芬顿实验

实验背景，目的，步骤等相关内容讲解

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思维导图大纲

1. 实验背景

芬顿反应简介

芬顿反应的原理

芬顿反应是一种将双氧水和过渡金属离子催化下的氧化还原反应。在芬顿反应中，过渡金属离子（如二价铁离子）作为催化剂，能够将双氧水分解产生氢氧自由基。氢氧自由基能与有机物质发生反应，从而使有机污染物降解。

芬顿反应在环境领域的应用

芬顿反应被广泛应用于环境领域，用于处理含有有机污染物的废水和土壤。

双氧水和硫酸亚铁的关系

双氧水和硫酸亚铁反应的化学方程式

双氧水（H2O2）和硫酸亚铁（FeSO4）反应可以产生氢氧自由基（·OH）和硫酸亚铁的氧化产物。化学方程式为：H2O2 + FeSO4 → ·OH + Fe(Ⅲ) + H2SO4

双氧水和硫酸亚铁反应的影响因素

投加比例：双氧水和硫酸亚铁的投加比例会影响反应的速率和效果。 pH值：反应的pH值会影响双氧水的分解速率和氢氧自由基的生成。反应温度：反应温度会影响反应速率和有机污染物的降解效果。

2. 实验目的

确定双氧水和硫酸亚铁的最佳投加比例

为什么要确定最佳投加比例

确定最佳投加比例可以确保芬顿反应的高效进行，最大程度地降解污染物。

确定最佳投加比例可以节约双氧水和硫酸亚铁的用量，降低成本。

最佳投加比例的意义和应用

确定最佳投加比例可以提高芬顿反应的效率，加快污染物的降解速度。

最佳投加比例可以用于处理废水和废气中的有机污染物，有效净化环境。

最佳投加比例可以应用于工业生产中的废水处理和污染物去除等领域。

3. 实验步骤

实验药剂和器材

药剂

双氧水溶液

28%双氧水

七水硫酸亚铁

浓硫酸

片碱

PAM

器材

玻棒

PH仪

电子天平

500ml量筒

1000ml烧杯

实验流程

取2#调节池混合液，用硫酸调节PH，用PH仪测PH=3-4

用量筒取调整好PH的2#调节池混合液500ml至2个不同的1000ml烧杯中

配置不同比例的硫酸亚铁溶液

当进水COD 100000mg/l ；双氧水20g/L=20kg/吨；硫酸亚铁12g/L=12kg/吨

将12 g 硫酸亚铁与100 mL 水混合

当进水COD 200000mg/l ；双氧水40g/L=40kg/吨；硫酸亚铁16g/L=16kg/吨

将16 g 硫酸亚铁与100 mL 水混合

配置不同浓度的双氧水溶液

配置28%双氧水溶液：直接取

配置20%双氧水溶液：将70 mL 28%双氧水与30 mL 水混合

配置不同浓度的双氧水溶液

当进水COD 100000mg/l ；双氧水20g/L=20kg/吨；硫酸亚铁12g/L=12kg/吨

将71 g 28%双氧水与100 mL 水混合

将100 g 20%双氧水与100 mL 水混合

当进水COD 100000mg/l ；双氧水40g/L=40kg/吨；硫酸亚铁12g/L=12kg/吨

将142 g 28%双氧水与100 mL 水混合

将200 g 20%双氧水与100 mL 水混合

B1浓度的硫酸亚铁溶液，不同浓度的双氧水溶液

D1：A1+B1+C1

D2：A1+B1+C2

D3：A1+B1+C3

D4：A1+B1+C4

B2浓度的硫酸亚铁溶液，不同浓度的双氧水溶液

D5：A1+B2+C1

D6：A1+B2+C2

D7：A1+B2+C3

D8：A1+B2+C4

B1、B2、B3、B4烧杯中分别投加10ml双氧水反应1小时

投加液碱回调PH至中性或偏碱性

PAC ：2.5g-5g/L

PAC ：2.5kg-5kg/吨

PAM量按照1‰的量配置，加药量以看到明显絮体为宜

投加PAM沉淀后，取D1、D2、D3、D4、D3、D4、D5、D6、D7、D8上清液和C1原水分别测COD数据

观察反颜色变化和反应时间

4. 结论与讨论

比较不同比例下反应强度的差异

确定双氧水和硫酸亚铁的最佳投加比例

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3.9

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3.63

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