Page 198 - 《精细化工》2023年第9期

·2046· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

提高了 AO7 的降解率。而当 CFD 质量浓度>0.50 g/L 2.3.3 AO7 溶液初始 pH 对 CFD+PMS 体系降解
时，AO7 的降解率从 96.88%升至 98.19%，提升不 AO7 的影响
明显。这是因为，过多的 CFD 投加会加重 CFD 的 染料废水的 pH 是影响有机污染物降解过程的
聚集，而这些活性位点不能被氧化剂有效利用，从 一个重要参数，其可以影响材料的活性、稳定性、
而影响降解率的进一步提升 [10] 。因此，后续实验选 氧化电位和表面性质以及活性物质的生成 [17] 。因此，
择 CFD 质量浓度为 0.50 g/L。 考察了该体系在不同 AO7 溶液初始 pH 条件下的降
2.3.2 PMS 质量浓度对 CFD+PMS 体系降解 AO7 解情况，结果见图 7。
的影响
氧化剂 PMS 的质量浓度也会直接影响 AO7 的
降解效果，因此探究了 PMS 质量浓度对 CFD 降解
AO7 的影响，并拟合了准一级动力学，结果见图 6。

图 7 AO7 溶液初始 pH 对 AO7 降解率的影响（a）及准
一级动力学拟合曲线（b）
Fig. 7 Effect of initial pH of AO7 solution on degradation
rate of AO7 (a) and pseudo-first order kinetic
fitting curves (b)
图 6 PMS 质量浓度对 AO7 降解率的影响（a）及准一级

动力学拟合曲线（b） 由图 7 可见，在 pH 分别为 3 和 5 时，AO7 60 min
Fig. 6 Effect of PMS mass concentrations on degradation
rate of AO7 (a) and pseudo-first order kinetic fitting 时降解率分别为 50.74%、89.33%，降解速率常数分
–1
curves (b) 别为 0.0112、0.0359 min 。由活化机理可知，当 pH
较低时，溶液中存在的大量 H 会与 HSO 5 的过氧键
–
+
由图 6 可知，随着 PMS 质量浓度从 0.05 g/L 升
–
形成氢键，从而形成一种稳定结构，HSO 5 难以被断
至 0.90 g/L，其 60 min 时降解率分别为 79.30%、
+
裂活化 [10,18-19] ，且随着 H 浓度的升高，这种作用会
88.25%、93.89%、95.72%、94.62%，降解速率常数
+
–
–1
在 0.0254~0.0512 min 之间。PMS 质量浓度的增加 更加明显。此外，低 pH 溶液中的 H 会充当 SO 4 •和
可以提升自由基的生成速率，使 AO7 降解速度更 •OH 的猝灭剂 [20] ，导致 AO7 降解率的下降。而当溶
快，但 PMS 质量浓度>0.30 g/L，升至 0.60、0.90 g/L 液初始 pH 从 7 升至 11 时，AO7 60 min 时降解率从
时，二者降解率相比于 0.30 g/L 时分别提升 1.83%、 93.41%升至 98.20%，准一级速率常数从 0.0443 min –1
–1
0.73%，降解率提升有限，这一方面是因为过量的 提升到 0.0647 min ，降解速率明显提升。在强碱性
PMS 会受制于 CFD 有限的活性位点，另一方面是因 条件下， PMS 可以被碱激活 [21] 产生自由基，并且 pH
+
为 PMS 质量浓度过高会发生自猝灭反应。如式（3） 的升高在减弱 H 抑制作用的同时，还会提升 CFD
–
– [9]
所示，大量的 HSO 5 会抢夺溶液中的 SO 4 • 。综合考 表面的羟基数量，从而加速电子转移 [22] ，这些影响
虑，选择 PMS 质量浓度为 0.30 g/L 进行后续实验。 使此体系在碱性条件的降解率升高。以上结果表明，
HSO   5 SO   4  SO 2 4  SO   5  H + （3） CFD+PMS 体系 pH 适用范围较广（5~11）。