芬顿反应原理

H2O2在Fe2+存在下生成强氧化能力的羟基自由基(·OH,并引发更多的其他活性氧,以实现对有机物的降解,其氧化过程为链式反应。

其中以·OH产生为链的开始,而其他活性氧和反应中间体构成了链的节点,各活性氧被消耗,反应链终止。

其反应机理较为复杂,这些活性氧仅供有机分子并使其矿化为CO2和H2O等无机物,从而使Fenton氧化法成为重要的高级氧化技术之一。

原理:

H2O2在Fe2+存在下生成强氧化能力的羟基自由基(·OH,并引发更多的其他活性氧,以实现对有机物的降解,其氧化过程为链式反应。

其中以·OH产生为链的开始,而其他活性氧和反应中间体构成了链的节点,各活性氧被消耗,反应链终止。

其反应机理较为复杂,这些活性氧仅供有机分子并使其矿化为CO2和H2O等无机物。从而使Fenton氧化法成为重要的高级氧化技术之一。

芬顿反应的作用:

1、处理染料中间体废水:染料中间体废水中常含有大量的蒽醌、萘、苯的各种取代基衍生物,具有COD高、色度高等特点,是目前较难处理的工业废水之一。用芬顿试剂处理此类废水的研究也在陆续开展。

2、处理农药废水:农药废水是一种难治理的有机化工废水,具有COD高、毒性大、难生物降解等特点。近来针对这点,出现了一些用Fenton法进行处理的研究。

3、处理焦化废水:炼焦废水含有数十种无机和有机化合物,包括氨氮、硫氰化物、硫化物、氰化物、酚、苯胺、苯并芘等,其中一些是高致癌物,属于高污染难治理的工业废水。

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由亚铁离子与过氧化氢组成的体系,称为芬顿催化剂,它能生成强氧化性的羟基自由基,在水溶液中与难降解有机物生成有机自由基使之结构破坏,最终氧化分解芬顿反应是以亚铁离子为催化剂的一系列自由基,主要反应要反应大致如下:

Fe2+ +H2O2==Fe3++OH+HO?

Fe3++H2O2+OH-==Fe2++H20+HO

Fe3++H2O2==Fe2++H+ +Ho2

HO2+H2O2=H2O+O2↑+HO?

芬顿催化剂通过以上反应,不断产生HO?(羟基自由基,电极电势280EV,仅次于F2),使得整个体系具有强氧化性,可以氧化氯苯、氯化苄、油脂等等难以被一般氧化剂(氯气,次氯酸钠,二氧化氯,臭氧,臭氧的电极电势只有2.23EVⅴ)氧化的物质。

过氧化氢(H2O2)与二价铁离子Fe^2+的混合溶液具有强氧化性,可以将当时很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态,氧化效果十分明显。此后半个多世纪中,人们对这种氧化性试剂的应用报道不多,关键是它的氧化性极强,一般的有机物可完全被氧化为无机态.


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