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基本信息

項目名稱：
Fe(III)及其絡(luò)合物對偶氮染料光降解影響的研究
小類：
能源化工
簡介：
自然界中的鐵含量較多、分布廣泛，在研究環(huán)境污染物的歸宿中具有非常重要的作用。在偶氮染料的光降解過程中，F(xiàn)e(III)可對反應(yīng)起到催進(jìn)作用。這是由于光照使三價鐵轉(zhuǎn)化為二價鐵的同時有羥基自由基生成，羥基自由基的存在可破壞染料的聲色官能團(tuán)，從而使染料脫色降解。且溶液中染料的初始濃度以及加入的三價鐵濃度都回對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響。本實(shí)驗(yàn)即在此基礎(chǔ)上研究以上幾種因素可能對降解實(shí)驗(yàn)造成的影響。
詳細(xì)介紹：
針對目前日益加重的工業(yè)廢水污染引起的重大環(huán)境問題現(xiàn)狀，為了實(shí)現(xiàn)保護(hù)和改善我們賴以生存的生活環(huán)境的目的，人們采用各種方法和手段對多種可行性降解物進(jìn)行研究。其中以Fe(III)及其絡(luò)合物光催化降解的方法最為有效。這是由于鐵元素是生物必需元素,它在自然界中普遍存在。其價態(tài)可變，作為淡水、海水和大氣、水中的主要成分之一，鐵能以多種形態(tài)參與到多種氧化還原反應(yīng)中。因而在研究環(huán)境污染物的歸宿中具有非常重要的作用。 此方法的特點(diǎn)在于大大降低了染料降解的成本且其降解原料易于獲得，降解速率也相應(yīng)較快。本實(shí)驗(yàn)分為兩部分，其一，采用Fe(III)的光誘導(dǎo)反應(yīng)，以O(shè)G作為偶氮染料的代表，研究了水溶液中Fe(III)存在時OG的光降解情況。其二，以染料OG為例，研究不同因素對Fe(III)及其絡(luò)合物光催化體系降解染料的影響，分別對Fe(III)濃度變化、草酸濃度變化、OG本身濃度變化對光降解的影響進(jìn)行了研究，并對其體系的降解機(jī)理進(jìn)行了分析。 最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：Fe(III)能有效催進(jìn)光降解。隨Fe(III)、草酸濃度的增加OG的降解速率增加，隨OG濃度的減小降解速率增加。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

近年來染料廢水尤其是偶氮染料廢水引起人們?nèi)找娴年P(guān)注，其大范圍的工業(yè)使用使排放量逐年增加，對人類賴以生存的環(huán)境造成危害。因此，基于對污水處理成本、效率等實(shí)際因素的考慮，本實(shí)驗(yàn)選取水體中普遍存在的Fe進(jìn)行試驗(yàn)研究，以Fe(III)的光誘導(dǎo)反應(yīng)為依據(jù)，以橙G作為偶氮染料的代表，研究了水溶液中Fe(III)及其絡(luò)合物存在時橙G的光降解情況。來證實(shí)Fe(III)對橙G的降解具有高效、經(jīng)濟(jì)的降解特點(diǎn)。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

為了保護(hù)和改善人類的生存環(huán)境，人們采取了各種方法控制染料對環(huán)境造成的污染，作為降解成本低，降解原料豐富，降解速度快的Fe(III)光催化降解方法成為環(huán)境領(lǐng)域非常活躍的一個研究方向。然而，這種光催化降解的速率受多種因素的影響。本實(shí)驗(yàn)通過大量研究，結(jié)果表明：隨Fe(III)濃度的增加橙G的降解速率增加，隨著橙G濃度的增加降解速率減小甚至達(dá)到幾乎完全降解的程度。

應(yīng)用價值和現(xiàn)實(shí)意義

Fe(III)對橙G的降解作用，有利于人們將此方法應(yīng)用到實(shí)踐中，為保護(hù)環(huán)境和改善人類生存環(huán)境以及對染料污染的控制提供了較為完善、優(yōu)越的解決方案。降解成本低、降解速度快、效果明顯。

學(xué)術(shù)論文摘要

隨著近年來工業(yè)化生產(chǎn)帶來的染料污染對環(huán)境的不良影響的日趨加重。染料廢水尤其是偶氮染料廢水越來越多被人們關(guān)注，大量的觀察研究表明其對水體、土壤及生態(tài)環(huán)境等都造成了難以彌補(bǔ)的破壞。 為了減緩解決這一問題，人們采用各種方法對多種可行性降解物進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)證實(shí)鐵及其絡(luò)合物具有很好的光化學(xué)反應(yīng)活性，能加速天然水體中污染物的遷移轉(zhuǎn)化速率。其中以Fe(III)及其絡(luò)合物光催化降解的方法最為有效。其特點(diǎn)在于講解速率快，染料降解的成本低且降解原料易于獲得。本實(shí)驗(yàn)以橙G作為偶氮染料的代表，研究了水溶液中Fe(III)及其絡(luò)合物存在時橙G的光降解情況及不同因素對這一光催化體系降解染料的影響。

獲獎情況

董遠(yuǎn)，孫振，楊國姣，宋益瑩。水溶液中Fe(III)引發(fā)偶氮染料光降解的研究。大連民族學(xué)院學(xué)報，2011年第5期。 歐曉霞, 王崇, 張鳳杰, 闕麗華, 丁蕾, 馬麗娟。三價鐵及其絡(luò)合物光化學(xué)行為的研究進(jìn)展, 環(huán)境保護(hù)科學(xué). 2010, 36(4), 33-35.

鑒定結(jié)果

以上發(fā)表作品真實(shí)可信，具有相關(guān)參考價值。

參考文獻(xiàn)

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同類課題研究水平概述

近年來，隨著我國印染產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，染料行業(yè)在迅猛發(fā)展的同時也為環(huán)境保護(hù)帶來了巨大的壓力。染料特別是偶氮染料（合成染料中為數(shù)最多的品種），因其成分復(fù)雜、色度高、可生化性差，傳統(tǒng)的處理方法如物理法、化學(xué)法和生物法，或幾種方法聯(lián)合處理，都難以達(dá)到理想的效果，而且容易引起二次污染。 因此偶氮染料的脫色和降解成為水處理領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。 大量調(diào)查研究顯示：不經(jīng)處理或處理未達(dá)標(biāo)排放的印染廢水，不僅對人們的身體健康產(chǎn)生了或多或少的影響，而且對人類賴以生存的水體、土壤及生態(tài)環(huán)境等，都造成了不可想象的影響。自1964年H R. Eisenhouser首次使用Fenton試劑處理苯酚及烷基苯廢水，開創(chuàng)了Fenton試劑應(yīng)用于廢水領(lǐng)域的先例開始。越來越多的學(xué)者逐步投入到相關(guān)研究中，1991年美國環(huán)保局的Zeep先生和瑞士水資源與水污染控制研究所Faust. Holgne先生研究了光照下Fenton試劑反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)光照可以大大加速Fenton體系中有機(jī)物的降解速度。至目前為止國內(nèi)外學(xué)者廣泛采用的針對染料污染的處理方法主要有生物氧化法、化學(xué)氧化法、活性炭吸附法、混凝法和電化學(xué)法等。本實(shí)驗(yàn)即著重于研究水體中Fe(III)及其絡(luò)合物對偶氮染料光降解的研究。 研究表明：鐵和各種有機(jī)小分子酸在自然界中廣泛存在 ,且具有較好的光化學(xué)活性 ,對于環(huán)境中的持久性有毒物質(zhì)有較高的光降解效率。特別是草酸鐵絡(luò)合物因其具有較強(qiáng)的光化學(xué)活性而倍受親睞,利用Fe(III)草酸鹽絡(luò)合物來光催化降解和處理污染物成為環(huán)境領(lǐng)域非?；钴S的一個研究方向。很多科學(xué)工作者進(jìn)行了對印染廢水、農(nóng)藥廢水（乙草胺）、城市垃圾填埋場滲濾液等污水降解處理的研究，研究結(jié)果顯示：同其他方法比較，UV-Vis/H2O2/草酸鐵絡(luò)合物法處理效率較其他方法要高。 一般說來，pH在3~4.9時，草酸鐵絡(luò)合物效果好；pH在4.0~8.0時，F(xiàn)e(III)檸檬酸鹽絡(luò)合物的效果好。因草酸鐵絡(luò)合物具有較寬的吸收波段，UV-Vis/草酸鐵絡(luò)合物/H2O2法更具發(fā)展前途。但人們依然在從事相關(guān)的學(xué)術(shù)研究，以期尋找到更加經(jīng)濟(jì)，高效，易于獲得的降解材料。
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