PDF《亚硫酸钠-Fe(II)-溶解氧对酸性紫 FBL 降解脱色的研究》

20 溶解氧可以通过空气导入,因而使用Fe2+ /亚硫酸盐 /溶解氧产生・SO- 4的方法就显得经济和环保. 为此本 研究采用 Fe2+ /亚硫酸盐/溶解氧体系产生・SO- 4对酸 性紫FBL染料进行脱色, 并探究脱色的条件及性能, 以期为Fe2+ /亚硫酸盐/溶解氧体系处理染料提供理 论依据.

1 实验部分 1.1 主要试剂和仪器 试剂:亚硫酸钠、硫酸亚铁均为分析纯;

酸性 紫FBL 购自浙江温州龙达染料化工有限公司. 仪器:721G 可见分光光度计(上海光谱仪器有 限公司),RS -

9801 型氧气泵(中山市日胜电器制 品有限公司),FA 2004B 型电子分析天平(上海佑 科仪器仪表有限公司). 1.2 实验方法 在室温条件下, 于250 mL锥形瓶中加入酸性紫 FBL溶液,再分别加入FeSO4溶液和Na2SO3溶液, 摇匀后,打开空气泵导入空气进行降解脱色,每隔

10 min取样1次,离心分离,以去离子水作为空白参 比, 在590 nm波长下, 测定酸性紫FBL溶液吸光度, 按下式计算脱色率. %

100 0

0 ? - = A A A t 脱色率 (1) 式中,A0表示酸性紫FBL溶液的初始吸光度, At分别表示经一定时间脱色后的酸性紫FBL溶液的 吸光度.

2 结果与讨论 2.1 不同体系的脱色性能 按实验方法, 取初始浓度1.6 g・L-1 的酸性紫FBL 溶液8 mL于250 mL锥形瓶中,加入15 mL

5 mmol・L-1 FeSO4溶液、25 mL

5 mmol・L-1 Na2SO3溶液, 用去离 子水稀释至100 mL,使得溶液中的酸性紫FBL的浓 度为128 mg・L?1 ,FeSO4为0.75 mmol・L-1 ,Na2SO3为1.25 mmol・L-1 ;

用浓度为1.0 mol・L-1 的HCl将溶液的 pH值调节为7.0.调节空气流量为0.70 L・min-1 ,试 验不同体系的脱色性能,结果如图1所示. 1. 酸性紫FBL + O2 + Fe2+ 2. 酸性紫FBL + O2 + SO3 2- 3. 酸性紫FBL + O2 + Fe2+ + SO3 2- 图1 不同体系脱色性能 Fig.1 Decolorization performance of different systems 由图1可知,酸性紫FBL分别加入Fe(II)溶液或 SO3 2- 溶液,在氧气的作用条件下,基本是不降解脱 色的.只有同时加入Fe(II)和SO3 2- 溶液,并通入空 气,酸性紫FBL溶液才能被降解脱色.这可能由于 Fe(II)活化亚硫酸盐,按下式产生・SO4 - [12] ,并对酸 性紫FBL起降解脱色作用. Fe2+ + HSO3 - FeHSO3 + (2) 4FeHSO3 + + O2 → 4FeSO3 + + 2H2O (3) FeSO3 + → Fe2+ + ・SO3 - (4) ・SO3 - + O2 → ・SO5 - (5) ・SO5 - + HSO3 - → SO4 2- + ・SO4 - + H+ (6) ・SO5 - + HSO3 - → HSO5 - + ・SO3 - (7) ・SO5 - + ・SO5 - → 2・SO4 - + O2 (8) Fe2+ + HSO3 - → ・SO4 - + Fe3+ + OH- (9) Fe3+ + HSO3 - FeSO3 + + H+ (10) 2.2 pH对降解脱色的影响 调节溶液中的酸性紫FBL的浓度为128 mg・L?1 , FeSO4为0.75 mmol・L-1 ,Na2SO3为1.25 mmol・L-1 ,用1.0 mol・L-1 的HCl溶液或1.0 mol・L-1 的NaOH溶液分 别调节溶液的pH值,调节空气流量为0.70 L・min-1 . 根据降解操作方法,考察溶液初始pH值对酸性紫 FBL溶液的降解脱色的影响.实验结果如图2所示. 脱色 率%100

80 60

40 20

0 0

10 20

30 40

50 60

70 t/min 井冈山大学学报(自然科学版)

21 图2pH 对脱色的影响 Fig.2 Effect of pH on decolorization 由图2可知,pH值在1~ 7范围内,酸性紫FBL 溶液的脱色率随pH值的增加而增加,且脱色率在

30 min后都基本趋于稳定.由式(6)可知,酸性提 高会抑制・SO4 - 生成,降解脱色率随酸度增强而降 低.当pH值为8时,脱色率急剧降低为负值.这可 能由于在碱性条件下生成Fe(OH)3,使得体系生 成・SO4 - 急剧减少,降解脱色率也急剧降低.根据实 验结果,最佳的降解pH值选为7.0. 2.3 Fe(II)浓度对降解脱色的影响 调节溶液中的酸性紫FBL的浓度为128 mg・L?1 , Na2SO3 为1.25 mmol・L-1 ,分别加入不同浓度的 FeSO4溶液,用1.0 mol・L-1 的HCl溶液调节溶液的pH 值为7.0,调节空气流量为0.70 L・min-1 .根据降解 操作方法, 考察Fe(II)对酸性紫FBL溶液的降解脱色 的影响.实验结果如图3所示. 图3Fe(II)浓度对脱色的影响 Fig.3 Effect of Fe (II) concentration on decolorization 由图