Fenton 试剂法的氧化机理和影响因素
摘要: Fenton 试剂法是目前应用较多的一种催化氧化法。能氧化许 多有机分子且系统不需要高温高压，对大数醇类、酮类、酯类等有较 好的氧化效果，苯酚、氯酚、氯苯等也能被氧化。
关键词:Fenton;试剂法;氧化机理
14 年， 化学家 Fenton 首次发现有机物在(H202）与 Fe2+组成的混 合溶液中能被迅速氧化，并把这种体系称为标准 Fenton 试剂。在催 化剂作用下，过氧化氢能产生两种活泼的氢氧自由基，从而引发和传 播自由基链反应，加快有机物和还原性物质的氧化。可以将当时很多 已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态，氧化效果十分明 显。接下来我们将从 Fenton 试剂法的氧化机理和影响因素两个方面 做具体阐述,以便于更好的运用到今后的学习和工作当中去。
1. Fenton 试剂法的氧化的机理为:
Fe3+ + H2O2→Fe3+ + OH- + ·OH
（1) Fe2+ + ·OH→Fe3+ + OH—
（2） Fe3+ + H2O2→Fe2+ +HO2· + H+
(3) HO2？ + H2O2→O2 + H2O + ·OH
(4) RH + ·OH→R· + H2O
(5） R？ + Fe3+→R+ + Fe2+
（6) R？ + O2→ROO+·→CO2 + H2O
（7) Fe2+与 H2O2反应很快，生成·OH，其氧化能力仅次于氟，另外·OH 自由基具有很高的电负性或亲电性， 其电子亲和能力具有很强的加成 反应特性。在反应过程中同时有Fe3+生成， Fe3+可以与H2O2反应生成Fe2+，生成的 Fe2+ 再与H2O2反应生成?OH,可见在反应过程中Fe2+是很 好的催化剂.生成的？OH 可以进一步与有机物RH 反应生成有机自由 基R? R?进一步氧化,使有机物结构发生碳链断裂,最终氧化成为 CO2 和 H2O。
2。Fenton 试剂法的影响因素： 根据 Fenton 试剂反应的机理可知，OH·是氧化有机物的有效因 子，而[Fe2+］、[H2O2]、[OH-］决定了 OH·的产量，因而决定了与有机 物反应的程度.影响该系统的因素包括溶液 pH 值、Fenton 试剂的配 比、反应温度、H2O2 投加量及投加方式、催化剂种类、催化剂与 H2O2 投加量之比等。
影响因素：
（1）溶液的pH值 Fe2+在溶液中的存在形式受制于溶液的pH值，在中性和碱性环境 中，Fe2+不能催化H2O2产生·OH 。普遍认为，当pH值在2一4时,处理 效果较好。
（2）Fenton试剂的配比(Fe2+:H202） 在 Fenton反应中，Fe2+起到催化H202产生自由基的作用,在无Fe2+ 条件下，H2O2难于分解产生自由基 ,当Fe2+浓度很低时，反应速度很 慢，自由基的产生量小，使整个过程受到；当Fe2+浓度过高时,会 被氧化成Fe3+，造成色度增加.
(3)反应温度 温度对Fenton试剂处理废水的影响较为复杂。 适当的温度可以激 活·OH自由基，温度升高·OH自由基的活性增大，COD去除率提高,但也会使H202分解,不利于·OH的生成。经研究表明最佳温度在30℃左 右.
（4）H2O2的投加方式 保持H2O2总投加量不变，分批投加，可提高废水的处理效果。因为 分批投加(H202)/（Fe2+）的比值相对较低，从而使·OH的产率增加，提 高了H2O2的利用率,提高了总的氧化效果。
（5)反应时间 Fenton 试剂处理有机废水时，反应开始阶段COD的去除率随时间 的延长而增大。一定时间后，COD的去除率接近最大值，而后基本稳 定。Fenton试剂处理难降解废水的反应时间与催化剂、废水
pH值及所 含有机物种类有关。
此外， Fenton试剂是否配用催化剂和絮凝剂对处理效果也有影响。 Fenton试剂反应最常用的催化剂是FeSO4·7H20，其他的催化剂如 Fe+/Ti02,Cu2+,Mn2+，活性炭等均有一定的催化能力,可以根据污染物 的种类确定不同的催化剂。 优点：Fenton 试剂是一种常用的高级氧化技术,相对其他氧化剂而 言，具有操作过程简单、反应易得、费用便宜、无需复杂设备且对环 境友好性等优点. 应用：Fenton 试剂氧化法在废水处理中的应用研究是环境科学研究 的主要方向之一，是化学氧化法处理废水的主要方法。但目前的应用 仍仅限于普通的 Fenton 试剂氧化法。 Fenton 试剂氧化法在工业废 水处理中的应用研究利用 Fenton 试剂催化氧化法对一工厂的染化废水进行了预处理, 处理后废水的可生化性大大提高,为进一步的生化 处理提供了必要的条件。并利用脱氨-催化氧化－活性炭吸附的综合 工艺对某一苯胺类生产的综合废水进行了处理，经联合工艺处理后， 苯胺类物质及 COD 含量均达到了国家排放标准，比传统的单纯利用活 性炭吸附处理节约了费用,为此类废水的处理提供了切实可靠的处理工艺。
参考文献:
1.刘勇弟、 徐寿昌 几种类 fenton 试剂的氧化特性及在工业废水 处理中的应用 上海环境科学，1994,13（3);。
2。乌锡康 《有机化工废水处理技术》 ,化学工业出版社，1999 2012 年 3 月 25 日
