非均相催化臭氧化降解水中苯酚动力学

• 作 者: 王兵 刘璞真 任宏洋 张悦 李永涛
• 机 构: 西南石油大学化学化工学院; 中国石油HSE重点实验室西南石油大学研究室
• 出 处: 环境工程学报
• 发表日期: 2016年07期
• 关键词: 催化臭氧化 苯酚 动力学 羟基自由基 模型
• 基金项目: 国家科技支撑计划项目(2011BAC06B05);中石油科技管理部科技开发项目(2011D-5008-01)

在常温常压下对MgO催化臭氧化降解苯酚的动力学进行了详细研究,考察了MgO加量、臭氧投加量、pH值、苯酚初始浓度和反应温度对催化臭氧化降解苯酚废水的反应速率常数k的影响,分析了多相催化臭氧化的反应活化能,构建了反应动力模型。结果表明,臭氧对苯酚的催化降解遵循表观拟一级反应动力学,且反应速率常数k随着MgO加量(20⁸0 mg·L^-1)的增加而增大,在MgO加量为40 mg·L^-1时达到0.185 7 min^-1;随着臭氧加量(0.54⁵.5 mg·min^-1)的增加,k从0.030 49 min^-1增大到0.217 77 min^-1;随着溶液初始pH（1.7¹0.15）的升高,k从0.087 75 min^-1增加到0.205 49 min^-1;随着初始苯酚浓度(50⁴00 mg·L^-1)的增加,k从0.253 68 min^-1降低到0.036 82 min^-1;随着反应温度（10⁵0℃）的增加,k从0.120 62 min^-1增加到0.466 46 min^-1。证明了催化臭氧化降解苯酚的表观反应速率常数分别与催化剂加量、臭氧加量、pH和反应温度成正相关,与苯酚初始浓度则成负相关。反应活化能较低(Ea=2.616 7×104J·mol^-1),并且动力学模型计算数值与实际数据吻合良好（平均相对误差为8.9%）。