芬頓試劑的反應機理

Fenton技術使用的Fenton試劑由于含有Fe2和H2O2，具有很強的氧化能力，H2O2被硫酸亞鐵中的亞鐵離子催化分解生成羥基自由基(。OH)，更多的其他自由基被引發(fā)。反應機理如下：

Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OH

Fe3++H2O2→Fe2++HO2·+H+

Fe2++·OH→OH-+Fe3+

RH+·OH→R·+H2O

R·+Fe3+→R++Fe2+

R++O2→ROO+→…→CO2+H2O

芬頓試劑處理有機物的本質(zhì)是羥基自由基與有機物發(fā)生反應。

芬頓試劑的分類

1.標準芬頓試劑

標準的芬頓試劑是由H2O2和Fe2組成的混合體系。它通過H2O2催化分解產(chǎn)生的OH攻擊有機分子捕獲氫氣，將大分子有機物降解為小分子有機物或礦化為二氧化碳、水等無機物。該系統(tǒng)的優(yōu)點是可以在黑暗中降解有機物，節(jié)省設備投資。主要缺點是：反應速度慢，H2O2利用率低，有機物礦化不足，處理后的水可能會著色，難以應用于飲用水處理。

2.光芬頓試劑

針對標準芬頓法存在的過氧化氫利用率低、有機物礦化不足等缺點，在標準芬頓體系中引入光(紫外光或可見光)形成光-芬頓試劑。在光的照射下，反應體系可以提高其處理效率和有機物的降解程度，減少Fe2的用量，保持H2O2的高利用率。光芬頓試劑對有機物氧化能力強，礦化度好，但缺點是處理成本高。隨著Fenton法研究的深入，將草酸鹽引入光-Fenton體系，發(fā)現(xiàn)草酸鹽的加入可以有效提高體系中紫外光和可見光的利用效果。

3.電芬頓試劑

電芬頓試劑在電解槽中通過電解反應生成H2O2或Fe2，從而形成芬頓試劑，使廢水流入電解槽。由于電化學作用，改善了反應機理，從而提高了試劑的處理效果。該方法集電化學反應和芬頓氧化于一體，充分利用了它們的氧化能力。與光芬頓法相比，它具有完善的自動生成H2O2的機制。導致有機物降解的因素有很多，如陽極氧化、電吸附等。

芬頓試劑的影響因素

根據(jù)芬頓試劑的反應機理可以看出，OH是氧化有機物的有效因素，而[Fe2]，[[H2O2]]和[OH-]決定了OH的產(chǎn)率，從而決定了與有機物的反應程度。影響體系的因素包括溶液的pH值、反應溫度、H2O2的用量和方式、催化劑的種類、催化劑與H2O2用量的比例等。