《水污染控制原理》课程教学课件（案例PPT）第1案例 半衰期应用

G武汉理工大学研究生精品课程水污染控制原理环境工程学硕学位课主讲人：方继敏

武汉理工大学研究生精品课程 水污染控制原理 环境工程学硕学位课 主讲人：方继敏

水污染控制原理案例丨半衰期在动力学中的应用主讲人：方继敏E-mail: 196379@163.com

案例1 半衰期在动力学中的应用 主讲人：方继敏 E-mail：196379@163.com 水污染控制原理

案例1半衰期的应用水污染控制原理·内容说明：（1）采用Fenton氧化技术对4-氯酚进行氧化处理（2）测定方法：紫外-可见光分光光度法（3）利用半衰期法得到4-氯酚降解的反应级数。案例取自：Science&Technology2016，作者廖合

水污染控制原理 ⚫ 内容说明： （1）采用Fenton氧化技术对4-氯酚进行氧化处理。 （2）测定方法：紫外-可见光分光光度法 （3）利用半衰期法得到4-氯酚降解的反应级数。 案例取自：Science＆Technology 2016 ，作者廖合 案例1 半衰期的应用

案例丨半衰期的应用水污染控制原理通过实验得到数据如下图：30-8mmol/L12mmol/l25-16mmol/L-20mmol/L图中可见20不同浓度15-10下的降解5-关系图0-20S120406080100时间/min图1-1时间浓度关系图

水污染控制原理 通过实验得到数据如下图： 案例1 半衰期的应用 图1-1 时间浓度关系图 图中可见 不同浓度 下的降解 关系图

案例！半衰期的应用水污染控制原理将上图中测得的4-氯酚浓度C对时间t采用幂函数拟合，拟合结果如下表所示：表l-I不同浓度Fenton作用下4-氯酚的Ca-t幂函数关系Fenlon试剂浓度4-氯酚CA-1幕函数方程相关系数R2/mmol-L-1C=3.742+28.152e-α11380.9832C,=2.831+28.177e-α128120.9901C=2.457+27.367e-0.152160.9922Cy=1. 403 +23. 765e-α 154t200.9873

案例1 半衰期的应用 水污染控制原理 将上图中测得的4-氯酚浓度C对时间t采用幂函数拟 合，拟合结果如下表所示： 表1-1 不同浓度Fenton作用下4-氯酚的CA-t幂函数关系

案例！半衰期的应用水污染控制原理反应级数不同的反应，半衰期与反应起始浓度关系分析①当n=1时，半衰期t1/2与起始浓度无关dcA=-kc②当n*l时，由dt2n-1 _1得出：tu/2=(n-1)kCr-l2-1 1+(l-n)Ig C两边取对数可得：lgt/2=lg(n-1)k

案例1 半衰期的应用 水污染控制原理 反应级数不同的反应，半衰期与反应起始浓度关系分析 ①当n=1时，半衰期t1/2与起始浓度无关 ②当 时，由 得出： 两边取对数可得: n 1 n A A kc dt dc = − 1 1 1/ 2 0 ( 1) 2 1 − − − − = n A n n kC t 0 (1 )lg ( 1) 2 1 lg lg 1 1/ 2 A n n C n k t + − − − = −

案例！半衰期的应用水污染控制原理以lgt1/2为纵坐标，lgCAo为横坐标作图，应得到一条直线，由直线斜率即可求得反应级数n。表1-2半衰期法得到4-氯酚Fonton氧化降解反应的表观级数Fenton试剂浓度lg11/2~lgCAo直线拟合结果反应级数n/mol · L-1Ig/1/=-1.4225lgCo+2.5315R2=0.9998202.42斜率=1-n=-1.42Ig//2=1.5069lgCao+2.4551R2=0.9754162.51斜率=1-n=-1.51Ig/1/2=-1.55021gCao+2.5528R2=0.9777122.55斜率=1-n=-1.55g1n2=1.6664lgCo+3.3352R-=0.993782.67斜率=1-n=-1.67

水污染控制原理 以lgt1/2为纵坐标，lgCA0 为横坐标作图，应得到一条直线，由直线斜 率即可求得反应级数n。 案例1 半衰期的应用 表1-2 半衰期法得到4-氯酚Fonton氧化降解反应的表观级数

案例！半衰期的应用水污染控制原理结论:由表1-2可得1gt1/2与lgCAo线性关系显著。四个不同Fenton浓度下的降解反应级数都在2.5左右，故在本实验条件下，可近似认为4-氯酚Fenton氧化降解的表观反应级数为2.5

案例1 半衰期的应用 水污染控制原理 由表1-2可得lgt1/2与lgCAO线 性关系显著。四个不同 Fenton浓度下的降解反应级 数都在2.5左右，故在本实 验条件下，可近似认为4-氯 酚Fenton氧化降解的表观反 应级数为2.5。 结论:

案例！半衰期的应用水污染控制原理回顾：（I）：半衰期的概念（2）：实验数据拟合（3）：反应级数与半衰期的关系①由反应级数得到半衰期②由半衰期得到反应级数

案例1 半衰期的应用 水污染控制原理 回顾： （1）：半衰期的概念 （2）：实验数据拟合 （3）：反应级数与半衰期的关系 ①由反应级数得到半衰期 ②由半衰期得到反应级数

思考题水污染控制原理思考题教材P47练习题1-1、1-4.问题与思考研究过程中半衰期得到反应级数有哪些步骤？

思考题 教材P47练习题1-1、1-4. 问题与思考 研究过程中半衰期得到反应级数有哪些步骤？ 思考题 水污染控制原理