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Fenton试剂发展及氧化机理研究
摘要：系统地分析了经典Fenton试剂法、光-Fenton试剂法和电-Fenton法对 有机污染物的降解机理，概述了Fenton氧化技术在处理酚类废水、焦化废水、 印染废水和农药废水等难降解有机工业废水废水能取 得较好处理效果，不是单纯因为・OH作用，这种絮凝功能同样起到了重要作用。 -Fenton试剂法反应机理
经典Fenton试剂在黑暗中就能破坏有机物， 缺点：一是不能充分矿化有机物，初始物质部分转化为某些中间产物，这些中间 产物或与Fe3+形成络合物，或与・OH的生成路线发生竞争，可能对环境危害更大; 二是HO利用率不高。Zepp等发现在紫外和近紫外波长的光辐射下，可以大大促 进Fenton体系中有机物的降解速度[6]。另外，若在光-Fenton体系中加入某 些络合剂(如关。：-、EDTA、柠檬酸盐等)，也可增强对有机物去除效果[7 ]。
UV/Fenton试剂法反应机理：
UV/Fenton试剂法是经典Fenton试剂与UV/H2O2两种系统的复合。其基本 原理类似于经典Fenton试剂，所不同的是反应体系在紫外光照射下三价铁与水 中氢氧根离子的复合离子可以直接产生・OH并产生二价铁离子，二价铁离子可 与HO进一步反应生成-OH，从而加快水中有机污染物降解速度；HO在紫外光照 射作用下也可直接分解生成-OH；部分有机污染物在紫外光作用下雷能够被直接 降解[8]。详细的反应机理概括如下：
Fe2++H O — Fe3++OH-+ ・ OH (16)
Fe2++ ；O2Hf Fe3++OH- (17)
Fe3++ H O—hv [Fe(OH) ] 2++ H+ (18)
[Fe(OH2) ] 2+—hvFe2++ • OH (19)
[Fe(OOC-R) ] 2+—hvFe2++R - +CO (20)
HO —hv2 • OH 2 (21)
rH—h v降解产物 (22)
•OH+RH—H O+R • (23)
UV/FenUn试剂法主要优点是有机物矿化程度好，不足之处是只适宜处理中 低浓度有机废水，且反应装置复杂，处理费用高。
UV/H O /草酸铁络合物法反应机理：
2 2 … x 、 ,
UV/ HO/草酸铁络合物法是对UV/Fenton试剂法的发展。UV/Fenton试剂法 利用太阳能能力不强，为了改善这种状况，人们把草酸盐和柠檬酸盐等插入 UV/Fenton体系[9 ]，由于生成了高光活性的Fe(III)草酸盐和柠檬酸盐络合物， 能够拓宽反应体系吸收波长(200〜400 nm)，使得利用太阳能成为可能。该方法 优越性主要表现在3个方面：具有利用太阳能的应用潜力，可处理高浓度有机废 水，以及可节约H2O2用量。草酸铁的生成和光解反应过程如下[7,10 ]:
Fe3++ H O +3C O ；— [Fe(CO) ] 3-+ • OH+OH- (24)
2 2 2 4 3
[Fe(CO) ] 3-—hvFe2++2C O 2-+C O - • (25)
2 4l3 , 、 「 2 4 2 4 ,、
CO- •+ [Fe(CO) ] 3-—Fe2++3C O 2-+2CO (26)
2 4 2 4 3 2