摘要
由于我国工业化程度日益增大，印染废水以及染料废水等工业难降解有机废水的污染问题也随之增加。罗丹明这类被广泛应用的化合物属于碱性染料，并且具有很好的光学稳定性、对环境中pH地变化不敏感、拥有较为宽的波长范围等特点。其中的罗丹明B（RhB）具有致癌、致突变、有毒等特性，对人体和生物的健康构成了巨大的威胁。并且常规的处理工艺已很难满足去除要求，因此迫切需要更加高效的处理技术。高铁酸盐的氧化性能非常强，能够在短时间内去除大部分污染物，是一种绿色氧化药剂。但在实际去除污染物时，由于受影响因素较大，导致了药剂的使用量过高，反应时间延长，去除效果不明显。由于其制备成本高，不易获得的特性，如何增强高铁酸盐的氧化性能，缩短反应时间已成为当下研究的重点。 在本研究中，选用用途广泛、易获取、价格低廉的硫酸锌（ZnSO4）作为催化剂。利用ZnSO4催化K2FeO4，使K2FeO4/ZnSO4体系中产生更多氧化能力更强的中间价态铁（Ⅳ、Ⅴ），从而提高RhB的去除率，大大地缩短了反应时间。通过对比单独K2FeO4去除RhB的去除率与K2FeO4/ZnSO4体系去除RhB的去除率，证明了K2FeO4/ZnSO4体系去除RhB效果的优异性。本研究主要开展的工作如下： （1）探究了不同K2FeO4的投加量、RhB的初始浓度、反应初始pH值以及反应温度对单独K2FeO4去除RhB效果的影响。结果显示：该反应体系下，当体系中K2FeO4的投加量不断增加时，污染物RhB的去除率也随之增加；而当体系中RhB的初始浓度越高时，其去除效果越差。在pH值变化中，K2FeO4的存在形式也发生了变化。随着初始pH值不断地升高，污染物的去除率随之下降。除此之外，温度的变化也对反应有着重要的影响。随着反应温度地提高，RhB的降解率也跟着提高。在K2FeO4的浓度为50μM、初始pH为7、温度为25℃时，反应时间25分钟内便可去除94.4%的污染物。 （2）研究了K2FeO4的投加量、ZnSO4的投加量、反应初始的pH值、温度和常见阴离子（NO3-、Cl-、CO32-、SO42-）对K2FeO4/ZnSO4体系去除污染物RhB效果的影响。还分析了K2FeO4/ZnSO4体系中不同活性物质的作用。实验结果表明：在K2FeO4浓度为50μM、硫酸锌浓度为200μM、初始pH为7、温度为25℃时，反应时间90秒内便使污染物RhB的去除率达到了93.7%。而同等条件下，单独K2FeO4对RhB的去除率仅有15.3%。显著地提高了K2FeO4的氧化效能，缩短了所需的反应时间。在阴离子实验中，NO3-、Cl-、SO42-对K2FeO4/ZnSO4体系几乎没有影响，但CO32-的存在则明显地抑制了污染物的降解。 （3）考察了在实际水体中，K2FeO4的投加量、ZnSO4的投加量、反应pH值和反应温度对K2FeO4/ZnSO4体系去除RhB效果的影响。研究结果表明，在实际水体中，K2FeO4/ZnSO4体系对RhB仍能有较好的去除效果。在K2FeO4的浓度为50μM，ZnSO4的浓度为200μM时，在90秒钟内，RhB的去除率也能达到84.4%。这使得该工艺体系在实际的应用当中具有重大的意义。
NETL