高教探索2025年第04期：Cu²⁺活化过碳酸钠降解偶氮染料酸性橙G的机制与原理

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作者：王旭东;唐玉朝;伍昌年;朱先胜

单位：安徽建筑大学 环境污染控制与资源化安徽省重点实验室， 安徽 合肥 230601

摘要：针对偶氮染料酸性橙G(C.I.Acid Orange G)废水难降解问题,采用微量Cu²⁺激活过碳酸钠(SPC)对C.I.Acid Orange G进行降解处理,并对降解过程的反应机制及降解原理进行分析。结果表明,当C.I.Acid Orange G质量浓度为30 mg·L^-1,Cu²⁺、SPC投加量分别为5 μmol·L^-1、0.2mmol·L^-1时,反应10min时C.I.Acid Orange G的去除率为91.06%,16min时达到98.39%。碱性环境有利于C.I.Acid Orange G的降解,当pH=9.23时,反应16min时C.I.Acid Orange G的降解率为99.48%,较pH=3.19时的降解率提升了91.76%。HCO^-₃对于体系有明显的抑制效果,Cl^-、SO^2-₄以及NO^-₃对于体系无明显促进或抑制效果。自由基捕获实验表明体系中的活性氧(ROS)为单线态氧(¹O₂)和碳酸根自由基(CO^-₃·)。总有机碳(TOC)分析结果表明体系具有一定的矿化能力,在30min时TOC的去除率可达46.2%。根据紫外可见吸收光谱和质谱结果,C.I.Acid Orange G的降解机理为偶氮键断裂、苯环开环、萘环氧化。Cu²⁺/SPC体系可有效降解C.I.Acid Orange G。

关键词：酸性橙G;高级化学氧化;过碳酸钠;自由基;Cu²⁺

基金资助：安徽省自然科学基金(2208085US20);国家自然科学基金(53270021);安徽省高校协同创新项目(GXXT-2023-046);科技创新平台重大科技项目(202305a12020039);安徽省高校自然科学研究重点项目(2024AH050229)