Fenton試劑氧化降解瓦斯實驗研究.pdf

1、瓦斯是威脅煤礦安全生產和礦工生命的最大災害源，其主要成分是甲烷。作為一種溫室氣體，甲烷引起的溫室效應是同等質量二氧化碳的20-30倍。甲烷是正四面體非極性分子，僅由非活性的C-H鍵組成，常態(tài)下不易降解。本文采用Fenton試劑氧化降解礦井瓦斯，在自制鼓泡反應器內進行了Fenton試劑氧化降解煤礦瓦斯氣體的初步實驗，并建立反應動力學方程探索Fenton試劑氧化降解礦井瓦斯反應機理，為礦井瓦斯的綠色治理技術提供了重要的基礎數據。主要研究內容

2、如下：
　?。?）以 Fenton試劑產生的羥基自由基為氧化劑，研究了反應時間、H2O2濃度、Fe2+濃度、初始pH值、反應溫度T等因素對Fenton試劑氧化降解煤礦瓦斯降解效率的影響，通過正交試驗確定了各因素的影響程度。
　?。?）建立亞甲藍分光光度法測定Fenton試劑氧化降解瓦斯反應體系中·OH含量，所產生的羥基自由基與亞甲藍作用后使其吸光度降低，利用吸光度值的變化間接測定·OH表觀生成率，系統研究 H2O2濃度、Fe

3、2+濃度、初始 pH值、反應溫度等因素對·OH表觀生成率的影響，以及甲烷降解率與·OH表觀生成率的相互關系。
　?。?）通過對Fenton試劑氧化降解甲烷的降解率與時間變化關系進行非線性擬合，結果表明其反應動力學規(guī)律符合Boltzmann方程，參數dx隨著Fe2+濃度、H2O2濃度的增大而減小、甲烷降解速率不斷增大，曲線將呈現陡增型，而且方程中的參數dx即為影響Fenton試劑氧化降解甲烷效果的濃度經驗校正系數k0，從而得到不同反

4、應條件下甲烷降解率的定量計算公式。
　?。?）根據Fenton試劑氧化反應的自由基鏈反應特性，運用冪函數動力學模型考察了 c(H2O2)0、c(Fe2+)0、反應溫度等對甲烷氧化降解效率的影響。采用一級反應動力學方程擬合 Fenton試劑降解瓦斯的氧化反應動力學方程，得到羥基自由基·OH氧化甲烷的表觀活化能為7.065×103 J/mol，對H2O2與Fe2+的反應級數分別為0.5334和0.4630。甲烷降解率的實驗值與模型預測