Fenton及类Fenton试剂的研究进展

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1、第17卷第期3洛阳工业高等专科学校学报Vol.17No.32007年月6JournalofLuoyangTechnologyCollegeJune2007Fenton及类Fenton试剂的研究进展陈华军，尹国杰（洛阳理工学院环境与化学系，河南洛阳471023）摘要：Fenton法是近几年备受关注的一种新的废水处理高级氧化技术。概述了羟基自由基•OH的产生机理，介绍了Fenton法和类Fenton法的运行机理及存在的优缺点，阐述了Fenton试剂及光/Fenton、光/H2O2/草酸铁络合物、微波/Fenton以及超声波/

2、Fenton等类Fenton试剂的氧化特性，对各类试剂在工业废水处理上的应用状况进行了总结。关键词：Fenton试剂；紫外光；草酸铁；微波；超声波；废水处理中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1008-8814(2007)03-0001-041Fenton试剂及其反应机理HO2•+H2O2→O2+H2O+•OH(4)在难降解有机废水处理中，Fenton法是研究和RH+•OH→R•+H2O(5)3++2+应用较多的一项技术，与其它高级氧化技术R•+Fe→R+Fe(6)+(AOP)相比，具有反应快、易操作、可自动产生

3、絮R•+O2→ROO⋯⋯→CO2+H2O(7)2+2+和HFe与H2O2反应很快，生成•OH，在反应过程凝的优点。Fenton试剂是Fe2O2的结合，二者3+3+能反应生成具有很高氧化活性的羟基自由基中同时有Fe生成，Fe可以与H2O2反应生成2+2+•OH。•OH能使大多数有机物降解和矿化，尤其对Fe，生成的FeH再与2O2反应生成•OH，可见在2+毒性大、一般氧化剂难以氧化降解或生化难降解的反应过程中Fe是很好的催化剂。生成的•OH可以有机废水具有较强的氧化能力和较高的降解率。因进一步与有机物RH反应生成有机自由基此

4、，Fenton试剂法受到了环境工作者的广泛关注，R•，R•进一步氧化，使有机物结构发生碳链断裂，在国内外废水处理研究中得到普遍的研究、应用和最终氧化成为CO2和H2OC，使废水的OD大大降低[4]发展。。目前，国内外学者利用Fenton试剂法已成功降[1]2+解了酚类化合物、多氯联苯、硝基苯、二硝基氯化1894年法国科学家Fenton发现了Fe能通过2+H2O2有效地催化苹果酸的氧化，以后的研究表明二苯等，考察了溶液pH、Fe、H2O2用量和温度等对者的结合对许多种类的有机物都是一种有效的氧化降解效率的影响，研究了反应动

5、力学特性。Fenton2+法的优点是简单快速、试剂易得，缺点是有机物矿剂。后人为纪念这位伟大的科学家，将Fe和H2O2组成的试剂命名为Fenton试剂，使用该试剂的反应化不充分，形成的中间产物往往毒性更大。称Fenton反应。随着试剂研究的不断深化，人们把2Fenton类试剂紫外光、草酸根、微波及超声波等引入Fenton试剂2.1/Fenton光体系，不仅增加了Fenton试剂的氧化能力，而且节在紫外光条件下，除了发生反应式(7)，H2O2约了H2O2的用量。它们都是通过产生•OH来氧化有在紫外光下也会分解，反应式为：机

6、物，是对Fenton试剂的发展，通常将它们称为类H2O2+hv→2HO•(8)Fenton试剂。下面介绍各类试剂的氧化机理及在工2+由于该反应的发生，降低了Fe用量，减少了业废水处理中的应用。2+[2,3]Fe的二次污染，同时也保持了H2O2较高的利用Fenton试剂的反应机理为：2+3+-率。将紫外光引入Fenton反应已成功地降解了有机Fe+H2O2→Fe+OH+•OH(1)2+3+-染料、硝基酚、甲基对硫磷、氯代苯氧型除草剂、Fe+•OH→Fe+OH(2)3+2++三硝基甲苯等难降解有机废水以及高氯酸等。另Fe+H

7、2O2→Fe+HO2•+H(3)2+外，在pH=3左右，三价铁主要以Fe(OH)粒子形式存在，三价铁的羟基络离子可以与紫外光反应生收稿日期:2007-03-04作者简介:陈华军(1979-),男河南信阳人硕士助教主要从,,,,成羟基自由基和亚铁离子，前者可直接氧化有机事环境分析化学方面的研究.物，后者又可作为催化剂重新参与反应。其反应方2洛阳工业高等专科学校学报第17卷[22][23][24]程式如下：解了有机废水中的氯仿、苯胺、苯酚、，24-2+2+[13]2-Fe(OH)→Fe+•OH(9)二氯苯酚等。C2O4的加入

8、降低了H2O2用量，加速2+3+2+该反应的发生提高了Fe的利用率，对加速了Fe向Fe的转化，并保证了体系对光能和H2O2的3+H2O2的分解是有利的。另外Fe还可以与羧酸根离较高利用率。这就为高浓度有机物降解奠定了基2+子形成络合物，与Fe(OH)一样是光化学活性物础。UV-vis/H2O2/F草酸铁络合物法与光e