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3.4不同pH值下硝基苯的還原速率動力學分析

如圖1所示，零價鐵還原硝基苯的速率和pH值成反比。有研究表明，在鐵過量的條件下，零價鐵還原硝基苯的反應為假一級動力學反應，硝基苯的還原速率隨硝基苯濃度呈比例，并且硝基苯在鐵表面的吸附是關鍵步驟。

假一級動力學方程式如下：

d(ArNO2)/dt=-kobs(ArNO2)     (2)

式中，kobs(min-1)為一級表觀速率常數；[ArNO2]為硝基苯濃度(mg/L)。對式[2]積分后可得[ArNO2]= [ArNO2]ne—kobs    （3）

式中，[ArNO2]0為初始ArNO2濃度（mg/L），t為反應時間（min）。

表觀速率常數可從ln[ArNO2]與時間的關系曲線計算得出。為求得不同pH值下的kobs值，對圖1所示的五個實驗體系做ln[ArNO2]和時間關系圖，見圖4。

對圖4中的5條曲線進行線性擬合，計算kobs值結果如表1所示。由表1可見。隨著pH值的降低。kobs值增大。說明反應速率加快。表明降低pH值可以提高反應速率。有益于零價鐵還原硝基苯反應的發生。

3.5硝基苯溶液的紫外吸收譜圖

圖5表示在初始硝基苯濃度為100mg/L時，經不同反應時間零價鐵還原處理后，樣品溶液的紫外吸收譜圖。

硝基苯明顯的吸收峰出現在272nm處，苯胺的吸收峰則出現在234nm處。如圖5所示，反應5min后，272nm處硝基苯的吸收峰已明顯降低；在5min到360min的反應過程中，272nm處的吸收峰隨反應時間繼續降低，Abs由初始的2.504降到0.474；從60min開始出現在235nm處的吸收峰則持續升高，120min以后，在該處出現十分明顯的特征吸收峰，最終Abs達到1.881。

圖5的紫外吸收譜圖可表明零價鐵還原降解硝基苯和形成還原產物的過程。由于苯胺的特征吸收峰是在229nm到280nm范圍內，通過圖5我們可以推測，苯胺是零價鐵還原硝基苯后的主要還原產物。