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芬頓反應(yīng)器的作用原理-山東一貞環(huán)保科技有限公司

2020年08月20日舉報編輯打印
芬頓反應(yīng)器的作用原理-山東一貞環(huán)保科技有限公司
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   無機(jī)化學(xué)反應(yīng),過程是,過氧化氫(H2O2) 與二價鐵離子Fe的混合溶液將很多已知的有機(jī)化合物如羧酸、醇、酯類氧化為無機(jī)態(tài)。反應(yīng)具有去除難降解有機(jī)污染物的高能力,在印染廢水、含油廢水、含酚廢水、焦化廢水、含硝基苯廢水、二苯胺廢水等廢水處理中有很廣泛的應(yīng)用。
    Fenton(中文譯為芬頓)是為數(shù)不多的以人名命名的無機(jī)化學(xué)反應(yīng)之一。1893年,化學(xué)家Fenton HJ 發(fā)
芬頓反應(yīng)器
芬頓反應(yīng)器
現(xiàn),過氧化氫(H2O2) 與二價鐵離子的混合溶液具有強(qiáng)氧化性,可以將當(dāng)時很多已知的有機(jī)化合物如羧酸、醇、酯類氧化為無機(jī)態(tài),氧化效果十分顯著。但此后半個多世紀(jì)中,這種氧化性試劑卻因為氧化性極強(qiáng)沒有被太多重視。但進(jìn)入20 世紀(jì)70 年代,芬頓試劑在環(huán)境化學(xué)中找到了它的位置,具有去除難降解有機(jī)污染物的高能力的芬頓試劑,在印染廢水、含油廢水、含酚廢水、焦化廢水、含硝基苯廢水、二苯胺廢水等廢水處理中體現(xiàn)了很廣泛的應(yīng)用。 當(dāng)芬頓發(fā)現(xiàn)芬頓試劑時,尚不清楚過氧化氫與二價鐵離子反應(yīng)到底生成了什么氧化劑具有如此強(qiáng)的氧化能力。二十多年后,有人假設(shè)可能反應(yīng)中產(chǎn)生了羥基自由基,否則,氧化性不會有如此強(qiáng)。因此,以后人們采用了一個較廣泛引用的化學(xué)反應(yīng)方程式來描述芬頓試劑中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng):

Fe + H2O2→Fe + (OH)+OH·①

從上式可以看出,1mol的H2O2與1mol的Fe反應(yīng)后生成1mol的Fe,同時伴隨生成1mol的OH外加1mol的羥基自由基。正是羥基自由基的存在,使得芬頓試劑具有強(qiáng)的氧化能力。據(jù)計算在pH = 4 的溶液中,OH·自由基的氧化電勢高達(dá)2. 73 V。在自然界中,氧化能力在溶液中僅次于氟氣。因此,持久性有機(jī)物,特別是通常的試劑難以氧化的芳香類化合物及一些雜環(huán)類化合物,在芬頓試劑面前全部被無選擇氧化降解掉。1975 年,美國環(huán)境化學(xué)家Walling C 系統(tǒng)研究了芬頓試劑中各類自由基的種類及Fe 在Fenton 試劑中扮演的角色,得出如下化學(xué)反應(yīng)方程:

H2O2 + Fe → Fe + O2 + 2H ②

O2 + Fe→ Fe + O2·③

可以看出,芬頓試劑中除了產(chǎn)生1 摩爾的OH·自由基外,還伴隨著生成1 摩爾的過氧自由基O2·,但是過氧自由基的氧化電勢只有1.3 V左右,所以,在芬頓試劑中起主要氧化作用的是OH·自由基。
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