超声-Fenton法优化苯酚水体降解：高效动力学与工艺条件

该研究论文于2005年发表在《西安交通大学学报》上，主要探讨了超声波与Fenton试剂的耦合方法在降解水中苯酚的有效性。研究者梁勇、赵景联、陈庆云和孙亚萍针对此问题进行了深入的实验分析。 首先，他们采用了单因素实验，详细考察了多个关键参数对苯酚降解率的影响。这些参数包括反应时间、超声功率、Fenton试剂中过氧化氢（H2O2）和亚铁离子（Fe2+）的浓度比例、初始pH值以及反应温度。通过对这些因素的逐一测试，他们发现Fenton试剂中H2O2和Fe2+的浓度配比、超声功率、反应时间和初始pH值对降解效果具有显著影响。 通过正交实验设计，研究人员确定了这些因素影响的优先级，即Fenton试剂中H2O2和Fe2+的浓度配比最为关键，其次是超声功率，接着是反应时间和初始pH值。这种实验设计有助于找到最优化的工艺条件。 优化后的降解工艺是在常压下，反应温度控制在30℃，采用40kHz的超声频率，400W的超声功率，H2O2浓度为60mmol/L，Fe2+浓度为1.2mmol/L，反应时间为10分钟，初始pH值为3。在这样的条件下处理100mg/L的苯酚溶液，可以实现高达99.5%的降解率，显示出该方法在提高效率方面的显著优势。 进一步的动力学研究表明，超声波与Fenton试剂的耦合降解过程符合表观一级反应动力学模型，这意味着随着反应时间的增加，苯酚的降解速率呈现线性关系。这项研究结果表明，这种耦合技术不仅提高了苯酚的去除效率，还有效地缩短了反应时间，对于实际废水处理有着重要的应用价值。 这篇论文提供了关于如何利用超声波和Fenton试剂进行高效苯酚降解的重要技术参数和优化策略，对于环境保护和工业废水处理领域具有实用性和理论指导意义。