芬顿法处理工艺及其影响因素1 处理工艺1.1 芬顿氧化法概述芬顿法的实质是二价铁离子(Fe2+)、和双氧水之间的链反应催化生成羟基自由基，具有较强的氧化能力，其氧化电位仅次于氟，高达 2.80V。无机化学反应过程是，过氧化氢(H2O2)与二价铁离子(Fe2+)的混合溶液将很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态。另外, 羟基自由基具有很高的电负性或亲电性，其电子亲和能高达 569.3kJ 具有很强的加成反应特性，因而 Fenton 反应具有去除难降解有机污染物的高能力，在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中体现了很广泛的应用。1.2 氧化机理芬顿氧化法是在酸性条件下，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。当芬顿发现芬顿试剂时，尚不清楚过氧化氢与二价铁离子反应到底生成了什么氧化剂具有如此强的氧化能力。二十多年后，有人假设可能反应中产生了羟基自由基，否则，氧化性不会有如此强。因此，以后人们采纳了一个较广泛引用的化学反应方程式来描述芬顿试剂中发生的化学反应： Fe2++ H2O2→Fe3++OH-+ OH? ① 从上式可以看出，1mol 的 H2O2与 1mol 的 Fe2+反应后生成1mol 的 Fe3+，同时伴随生成 1mol 的 OH-外加 1mol 的羟基自由基。正是羟基自由基的存在，使得芬顿试剂具有强的氧化能力。据计算在 pH = 4 的溶液中，?OH 自由基的氧化电势高达 2.73 V。在自然界中，氧化能力在溶液中仅次于氟气。因此，持久性有机物，特别是通常的试剂难以氧化的芳香类化合物及一些杂环类化合物，在芬顿试剂面前全部被无选择氧化降解掉。1975 年,美国着名环境化学家 Walling C 系统讨论了芬顿试剂中各类自由基的种类及 Fe 在Fenton 试剂中扮演的角色，得出如下化学反应方程： H2O2 + Fe2+→ Fe3+ + O2? + 2H +② O2 + Fe2+→ Fe3+ + O2? ③ 可以看出,芬顿试剂中除了产生 1mol 的OH?自由基外,还伴随着生成 1mol 的过氧自由基 O2?,但是过氧自由基的氧化电势只有 1.3 V 左右，所以，在芬顿试剂中起主要氧化作用的是 OH?自由...
