应用于水溶液介质中喹啉氧化的电芬顿工艺实验设计方法(英文)

采用碳毡阴极和铂阳极的电芬顿工艺研究了喹啉模型分子—8-羟基喹啉硫酸盐(8-HQS)在水溶液介质中的降解行为.由于电化学诱导芬顿药剂(H2O2,Fe2+)产生大量的羟基活性基(●OH),成为与有机物发生反应直到有机物完全矿化的强有力氧化剂,因此,电芬顿工艺具有很强的氧化能力.采用正交实验设计确定了水溶液介质中8-HQS降解的操作参数.结果表明,电流密度和8-HQS的初始浓度是影响降解速度的主要因素.8-HQS浓度随着电解时间而减少,说明8-HQS的氧化遵循准一级反应动力学.通过竞争动力学方法确定的由●OH引起8-HQS氧化的绝对反应速度常数为1.62×109mol-1·L·s-1.通过Doehlert矩阵研究了8-HQS矿化的最佳实验参数,由此确定最佳条件下电芬顿工艺能导致8-HQS在水溶液中的准完全矿化(总有机成分去除率95%).对8-HQS水溶液的处理,使得8-HQS矿化前的最终产物为短链羧酸.同时研究了电芬顿处理中短链羧酸的演变行为.溶液毒性演变的跟踪研究发现,中间产物的毒性比8-HQS强,但溶液的毒性在中间产物矿化后可以完全消除.