苯酚氧化降解反应机理和动力学研究
臭氧氧化降解水中苯酚的效能及动力学
臭氧氧化降解水中苯酚的效能及动力学杨德敏;王兵;袁建梅【摘要】The degradation efficiency, kinetics and the effect factors of the phenol in wastewater by ozonation process were investigated. The results indicated that the ozonation process was most effective in the degradation of the phenol at the ozone dosage of 8. 50 mg/min, initial phenol concentration of 100 mg/L, initial pH value of 11. And reaction time of 40 min, under which the degradation rate of phenol was 99. 65%, and the phenol mass concentration declined to 0. 35 mg/L. And the degradation efficiency for phenol in tap water was higher than that in distilled water. Under the above conditions of this experiment, the degradation of the phenol followed the apparent pesudo-first-order kinetic model with its correlation coefficie nt R2 of 0. 9991, and the rate constants k was 1. 01 × 10-3 s-1. However, with the increase of ozone dosage (4.25 — 8.50mg/min), the apparent rate constant of phenol degradation reached the climax of 1.06 × 10-3 s-1 at the ozone dosage of 8. 50 mg/min, and dropped from 1. 06× 10-3 s-1 to 0. 39×10-3 s-1 with the increase of the initial concentration of phenol (100—250 mg/L), and expended from 0. 22 × 10-3 s-1 to 1. 06 × 10-1 s-3 with the enlarging of pH value (5 — 11). The experiments also proved that the apparent rate constants of the phenol degradation in wastewater by ozonation had positive relativity with the ozone dosage and initial pH value of aqueous solution, but had negative relativity to initial phenol mass concentration.%在常温常压下对臭氧氧化降解废水中苯酚的效能、反应动力学及其影响因素进行了详细研究.结果表明,在臭氧投加量为8.50 mg/min、苯酚初始质量浓度为100 mg/L、初始pH值为11和反应时间为40 min时,臭氧对苯酚的降解效果最好,苯酚从100 mg/L降至0.35 mg/L,降解率达到99.65％；且自来水本底比去离子水本底更有利于水中苯酚的臭氧氧化降解.在上述实验条件下,臭氧对苯酚的降解遵循表观拟一级反应动力学,其相关系数R2 =0.9929,表观反应速率常数kA=1.06×10-3 s-1.实验还发现,苯酚降解的表观反应速率常数随着臭氧投加量(4.25～8.50 mg/min)的增加而增大,在臭氧投加量为8.50 mg/min时达到最大值1.06×10-3 s-1；随着苯酚初始质量浓度( 100～250 mg/L)的增大,表观反应速率常数从1.06×10-3 s-1下降到0.39×10-3 s-1；随着溶液初始pH值(5～11)的升高,表观反应速率常数从0.22×10-3 s-1增加到1.06×10-3 s-1.在某种程度上证明了表观反应速率常数分别与臭氧投加量和溶液初始pH值成正相关性,与苯酚初始质量浓度成负相关性.【期刊名称】《石油学报（石油加工）》【年(卷),期】2012(028)004【总页数】8页(P683-690)【关键词】臭氧氧化;苯酚;降解效果;影响因素;动力学;表观反应速率常数【作者】杨德敏;王兵;袁建梅【作者单位】重庆地质矿产研究院外生成矿与矿山环境重庆市重点实验室,重庆400042;煤炭资源与安全开采国家重点实验室重庆研究中心,重庆400042;煤炭资源与安全开采国家重点实验室重庆研究中心,重庆400042;煤炭资源与安全开采国家重点实验室重庆研究中心,重庆400042【正文语种】中文【中图分类】X703.1酚类化合物作为一类重要的化工原料广泛应用于石化、炼油、化工、制药、造纸、纺织印染、冶炼和焦化等工业领域。
苯酚废水的电催化氧化-生物降解工艺研究
１ Ａ， Ｏ 电流增 大约 一倍 ， 明 ｐ 值 越 大苯 酚 的氧 化 表 Ｈ 速 率越快 。同时 ， 随着 ｐ 值 的增大 ， 化 电位 也发 生 Ｈ 氧
收 稿 日期 ： ０ １ ３ ２ ２ １ 一Ｏ 一Ｏ
作 者 简 介 ： 振 东（ ９ ４ 魏 １ ８ 一） 男 ， 东 曲阜 人 ， 士 研 究 生 ， 究 方 向 ： ， 山 硕 研 生物 化 工 ； 讯 作 者 ： 慧 勇 ， 教 授 。Ｅ ｍａｌｈ ｌ ＠ ｆｕ ｅ ｕ 通 刘 副 — ｉ ｙｉ ｚ ． ｄ ． ： ｕ
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・ ｉ＿ ， 时 取 样 测 定 Ｃ ａ ｒ ｎ 。定 ｏＤ。 １ ６ 分 析 测 试 ．
Ｎａ 浓 度 （ ＣＩ ｇ・Ｌ ， ～ ５ ｌ ２ ５ ｌ ， ５ 一 ） Ｉ ： ， ， ，０ ｌ
图 ３ 铂 电 极 在 不 同 Ｎａ ！ 度 下 的 ＣＶ 图 Ｃ浓
Ｆｉ． Ｃｙ ｌｃｖ ｌａ ｍ ｏ ｒ ｍ ｓｆ ｈｅＰｔｅｅ ｔｏ ｔ ｇ３ ｃｉ ｏ ｔ ｍ ｇ ａ ｏｒｔ ｌｃ ｒ ｄｅ ａ ｄｉｆｒ ｎ Ｃｌｃ ｎｃ ｎｔａｔｏ ｓ ｆｅ ｅ ｔＮａ ｏ ｅ ｒ ｉ ｎ
Ｎａ 浓 度 为 １ Ｃ１ ０ ｇ・Ｉ ， 板 间 距 为 １ ０ ｃ ， 极 ． ｍ 温
恒 温水 浴 摇 床 ， 上海 精 密 科 学 仪 器 有 限公 司 ； Ｋ１ ０ Ｓ ７０ ｓ Ｏ 型 可 调 式 直 流 电 源 ， 科 企 业 ； Ｔ９ ７ ４型 Ｉ Ａ １ 三 Ｅ ９２
５ ３— ２ ０ ０ ０ ９）
明尽 管 氯离子 浓度 的增 大对 苯酚 的直 接氧化 有促 进作
用 ， 氯 离子 达到 一定浓 度 时 ， 酚 的电化学 氧化 峰 的 但 苯
峰 电 流 增 加 缓 慢 ， 明 苯 酚 的 直 接 氧 化 是 以 电 化 学 控 表 制为 主 。
微波强化Fenton试剂降解苯酚动力学研究
制 与治 理 领 域 的热 点 ， 中包 括 过 氧 化 氢 氧 化口 、 其 ］
并且探 讨 了主要 影响 参数． 佳 条件 ： 较 初始 ｐ 为 ５ （ ｎ Ｆ 抖 ） １ １ ［ ｅ ］ ． ２ Ｈ ， Ｈ Ｏ ）： （ ｅ 一 ０： ， Ｆ 抖 一８ ８ × －
１ － ｍｏ／ 反 应 温 度 ３ ０ 。 ｌＬ， ０℃ ． 酚 在 单 独 微 波 处 理 、 ｅ ｔｎ试 剂 氧 化 和 Ｍ Ｗ ／ ｅ ｔｎ催 化 氧 化 系统 苯 Ｆ ｎｏ Ｆ ｎｏ
中图分 类号 ： ７ ； Ｑ２ ９ Ｘ ８ Ｔ Ｏ
文 献标 识码 ： Ａ
文章 编 号 ：０ ６４ ０ （ ０ ０ ０ —５ １０ １ ０ －３ ３ ２ １ ） ６０ ９ —６
Ｋｉ ｅ ｉ ｔ ｄ ｎ ｐ ｎｏ ｅ ｒ ｄ ｔｏ ｙ ｕ ｉ ｇ ｍ ｉ ｒ ｗａ ｅ ａ ｓ ｓ ｅ ｎ ｔｃ ｓ ｕ ｙ ｏ ｈｅ ｌｄ ｇ ａ ａ ｉ ｎ ｂ ｓ ｎ ｃ ｏ ｖ ｓ ｉｔ ｄ
苯酚的生物降解特性研究_丁霞
“有机污染物——苯酚的生物降解特性研究”设计方案丁霞一、实验目的酚类化合物为原生质毒物，毒性较大。
焦化、煤气、石油、木材防腐、造纸、合成氨等工业废水中都含有高浓度的苯酚。
含酚废水在我国水污染控制中被列为重点解决的有害废水之一。
利用降解菌来控制苯酚的污染，越来越受到人们的重视。
本项目拟采用微生物培养、苯酚生物降解的途径及其降解关键酶的分析、微生物DNA的提取、分光光度计测定、PCR、TA克隆等实验技术，阐明苯酚降解菌株的生长特性和苯酚的生物降解特性，苯酚降解菌的系统发育。
对学生从事有机污染工业废水的生物处理以及有机污染的土壤或水体的生物原位修复方面的科学研究具有深远的意义。
二、实验原理利用以苯酚为唯一碳源和能源的无机盐溶液作为驯化液，对某废水处理厂活性污泥进行驯化培养，从中分离筛选出苯酚降解菌。
利用比浊法测定微生物生长量，4-氨基安替比林直接光度法测定苯酚浓度，分析苯酚生物降解的途径及其降解关键酶，PCR扩增细菌的16s RNA进行苯酚降解菌的系统发育分析。
1）微生物生长量的测定方法——比浊法比浊法是实验室中常用的用来测定微生物生长量的方法，以反映微生物数量或浓度的一种指标。
该方法是根据当某一波长的光线通过混浊的液体后，光的强度将被减弱。
入射光与透过光的强度比与样品液的浊度和液体的厚度相关。
根据所测得的吸光值，就可以得到微生物的生长量。
本实验采用的波长为600nm，使用空白培养基作为对照。
2) 苯酚浓度的测定方法见后面附录。
3）苯酚降解菌的系统发育分析16S rRNA基因是细菌染色体上编码rRNA相对应的DNA序列，存在于所有细菌的染色体基因组中。
16S rRNA具有高度的保守性和特异性。
随着PCR技术的出现及核酸研究技术的不断完善，16S rRNA基因检测技术已成为微生物检测和鉴定的一种强有力工具。
该技术主要有三个步骤：首先，基因组DNA的获得；其次，16S rRNA基因片段的PCR扩增，并进行TA克隆用于测序分析；最后，进行16S rRNA基因序列的系统发育分析。
苯酚的O_3_H_2O_2化学氧化反应动力学研究_陈英
第1期
陈 英等 . 苯酚的 O3 / H 2O 2 化学氧化反应动力学研究
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反应活化能 E 根据 Arrhenius 方程可由下式得出 ln k= ln k 0E 1 ・ R T ( 10)
其中 k 0 为指前因子 , E 为反应活化能 , R 为通用气体常数。 3. 4 苯酚的 O 3/ H 2 O2 氧化降解 苯酚的 O3 / H 2O2 氧化降解实验在 288～308K 温度和 pH = 3. 2～9. 8 条件下进行, 初始 O 3 浓度为 0. 0001m ol/ L , 苯酚与 O3 的初始浓度比为 2. 5～ 20, H 2 O2 与 O3 的初始浓度比为 10 ～80。 图 1 是其它条件相同的情况下 ( cB / cA = 2. 5, cD / cA = 10) 不 同 pH 值时 O3 吸收率的衰减情况 , 从中看出在不同 pH 下 , 吸 收率的衰减情况不一样 : 在碱性条件下( pH= 9. 8) , 吸收率随时 间增加而增大 , 说明生成的中间产物在 260 nm 处有强的吸收, 图 1 不同 pH 下臭氧吸收率的 衰减曲线 吸收率的增大也反映了 O3 与苯酚及 H 2O 2 的反应进程 , 因此把 Fig 1 R eaction cr uve 它看作一种负衰减来进行数据处理[ 4] ; 在弱酸性 ( pH = 6. 5) 时, O3 吸收率衰减速度较快 ; 而在酸性 ( pH = 3. 2) 时, O 3 吸收率衰 减速度相对较慢。从不同 pH 下反应体系吸收率的衰减情况说明苯酚的 O 3/ H 2 O2 氧化降解的机理和 途径与反应体系的酸度有关。 图 2 至图 4 是不同酸度下 O3 / H 2O 2 与苯酚的反应相对于 O 3 的反应级数确定, 对图 2 至图 4 的数 据回归得: 在酸性 ( pH = 3. 2) 、 弱酸性( pH = 6. 5) 及碱性 ( pH = 9. 8) 时相对于 O3 的反应级数分别为零 级、 一级和一级; 图 5 至图 6 是不同酸性条件下相对于苯酚及 H 2O 2 反应级数的确定, 对图 6 数据回归 得出酸性( pH= 3. 2) 条件下 , 相对于苯酚和 H 2O 2 的反应级数分别为 0. 35( ( 0. 33+ 0. 33+ 0. 36) / 3) 和零级 ; 而在弱酸性 ( pH = 6. 5) 条件下, 相对于苯酚和 H 2O 2 的反应级数分别为 0. 3 和零级 , 在碱性 ( pH = 9. 8) 条件下, 相对于苯酚和 H 2O 2 的反应级数分别为零级和 0. 35。图 7 是在酸性 ( pH = 3. 2) 条 件下苯酚的 O3 / H 2O2 氧化降解反应速率常数与温度的关系 , 对图 7 数据回归得出在酸性 ( pH = 3. 2) 条件下苯酚的 O 3/ H 2 O2 氧化活化能为 17. 2kJ/ m ol, 指前因子 k 0 = 2. 45( mol・L - 1 ) 0. 65s- 1 。 数据回归结 果见表 1。
苯酚液相臭氧氧化和复合氧化反应动力学
关键词：高级氧化过程 苯酚 复 台氧 化
臭氧 过曩化氢
并存在 下列平衡 ：
Ｈ２ ０一 ＨＯ ＋ Ｈ （９ １
作者苘介 ：陈 英．９ ７ １６ 年 生，９ １ １９ 年毕业干华南理工大学， 砸士． 副教 授 。 要 从 事 化 学 工 主 程， 环境工程等方面 的科研与教 学工作。 近期主持和参与了“ 碳铵 添加剂的开发 、碳铵漂加剂厦 复台肥料开发 等埂 目， 在华南理 工大 学进 修期 问 参 与了 高级 氧 化处理难 阵解有 机污染 虚 的研 究 课题 。 已发表 论文 １ 多篇 。 Ｏ
、２ —— 式（ ）（ ） ２ 、９ 对应的平衡常数Ｉ ｌ ）； （ ／ 】 ｍｏ Ｌ
产生的 ＯＨ。 进一步与 ０３Ｈ ０２Ｈ 、 Ｏ 等反 、 ２ ． Ｏ２ Ｈ
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苯酚液相臭氲氧化和复合氲化反应动力学
陈
英
溶液调节 在本实验 中， 苯酚 及 Ｈ２ ２ 量． ３ ０过 Ｏ 作为有 限反 应物 ， 当苯 酚 和 Ｈ２ 大 大 过 量 时 ， 忽 略 其 在 反 ０２ 可
＋ ｌ［Ｉ［ ｌ ｋ４Ｐ Ｏａ （１ ３）
１ 苯酚 臭氧和 复合 氧 化过 程 的动 力学模 型
化学氧化法是一种有效降解有机污染物的方法， 目 前国外已有多家废水处理厂采用臭氧、 过氧化氢等方法 降解废 水中的有机物 ， 我国正逐步开展这方面研 究与应用ｆ 】 。 研究表明【２ 】 ３ ， ， 在碱性溶液中分解产 ， Ｏ ４ 生的 Ｈ ２ 离子及 Ｈ ０ 在水中部分离解产生 Ｈ ２ 离 Ｏ ２２ Ｏ
Ｏ３ ＯＨ－ 和 与有机物 ， 如苯酚 ） （ 进行反应
Ｐ ＯＨ —Ｑｓ ＋ （１ ０）
Ｐ ｒ 一Ｒ ＋ Ｏ３ ｓ 式 中， Ｐ—— 苯 酚 ： ｒ —— 反 应 计 量 比 ：
纳米二氧化钛光催化降解苯酚的实验研究及动力学分析
2005,No.12化学与生物工程Chemistry &Bioengineering46 基金项目:安徽理工大学硕博基金,安徽理工大学青年基金收稿日期:2005-08-03作者简介:王君(1971-),男,安徽金寨人,讲师,在读博士,研究方向:环境工程。
纳米二氧化钛光催化降解苯酚的实验研究及动力学分析王 君(安徽理工大学化工系,安徽淮南232001) 摘 要:以锐钛矿二氧化钛为光催化剂,研究了不同苯酚起始浓度的水溶液在290nm 紫外光辐照下降解苯酚的效果及动力学方程。
结果表明:苯酚起始浓度在20～80mg ・L -1之间均具有较好的降解效果,降解符合一级反应规律,速率常数随苯酚起始浓度的增大而减小。
关键词:二氧化钛;光催化;苯酚中图分类号:O 6251312 文献标识码:A 文章编号:1672-5425(2005)12-0046-02 多相半导体光催化因其能够完全破坏污染空气和废水中的各种有机物和无机物而成为引人注目和可能广泛应用的新技术。
它不仅具有生物降解所不可比拟的速度快、无选择性、降解完全等优点,又在价廉、无毒、可以长期使用等方面明显优于传统的化学氧化方法,因而倍受人们的关注[1～3]。
以半导体氧化物为催化剂的多相光催化过程以其可在室温下进行、可直接利用太阳光、可将几乎全部有机污染物矿化、并且不产生二次污染等独特性能而成为一种理想的环境污染治理技术。
用于光催化氧化的半导体催化剂较多,如:TiO 2、ZnO 、Fe 2O 3、CdS 、ZnS 等,其中TiO 2因氧化能力强、催化活性高和生物、化学、光化学稳定性好等优势,一直处于光催化研究的核心地位[4～7]。
作者以纳米二氧化钛为光催化剂,研究其在290nm 光化学灯的照射下光催化降解苯酚的效果及动力学规律。
1 实验111 仪器及药品722型光栅分光光度计,7923型磁力恒温搅拌器,YX J 21型低速离心沉淀机,DB 22型电热板,紫外灯(290nm )等。
酚类化合物的化学氧化法淀法的原理
酚类化合物的化学氧化法淀法的原理
酚类化合物的化学氧化法淀法是一种常用的处理酚类废水的方法。
其原理是通过氧化剂的作用将酚类化合物氧化为低分子量的有机物，从而达到净化水质的目的。
该方法的氧化剂主要包括高锰酸钾、过氧化氢、臭氧等。
在氧化剂作用下，酚类化合物中的苯环结构被破坏，生成苯酚、二酚等低分子量化合物。
这些化合物随着反应进行逐渐分解，最终生成水和二氧化碳等无害物质。
此外，氧化剂还能够消除废水中的异味和色度，提高水质。
化学氧化法淀法的操作比较简单，但需要控制反应条件，如氧化剂的用量、反应时间、pH值等。
同时，该方法生成的低分子量化合物仍然具有一定的毒性和难降解性，需要进行后续处理，如生物降解等，以实现废水的完全净化。
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