過氧化氫及Fenton氧化技術(shù)課件

過氧化氫及Fenton氧化技術(shù)2016級地球化學(xué)過氧化氫及Fenton氧化技術(shù)過氧化氫及Fenton氧化技術(shù)基本原理Fenton反應(yīng)路徑及影響因素Fenton法的研究與應(yīng)用過氧化氫及Fenton氧化技術(shù)基本原理Fenton反應(yīng)路徑及過氧化氫及Fenton氧化技術(shù)基本原理過氧化氫（H2O2）分子中的氧是-1價，具有還原性和氧化性，因此過氧化氫具有氧化還原性。其氧化還原性在不同的酸，堿和中性條件下有所不同。使用過氧化氫作為氧化劑，由于其分解產(chǎn)物為水和二氧化碳，不產(chǎn)生二次污染，是一種綠色氧化劑。無論它在酸性還是在堿性溶液中都是強氧化劑，只有在遇見高錳酸鉀等更強的氧化劑時表現(xiàn)為還原性。酸性溶液中用過氧化氫氧化的反應(yīng)往往很慢，堿性溶液中氧化反應(yīng)很快，而水中它的氧化還原性由電位決定。過氧化氫及Fenton氧化技術(shù)基本原理過氧化氫（H2O2過氧化氫及Fenton氧化技術(shù)基本原理過氧化氫溶液中存在的微量雜質(zhì)，如金屬離子（Fe3+，Cu2+）、非金屬、金屬氧化物等都能催化過氧化氫的均相和非均相分解；Fenton試劑是指在天然或人為添加的亞鐵離子（Fe2+）時，與過氧化氫發(fā)生作用，能夠產(chǎn)生高反應(yīng)活性的羥基自由基（·OH）的試劑；過氧化氫還可以在其他催化劑（如Fe，UV254等）以及其他氧化劑（O3）的作用下，產(chǎn)生氧化性極強的羥基自由基（·OH），使水中的有機物得以氧化而降解過氧化氫及Fenton氧化技術(shù)基本原理過氧化氫溶液中存在的微Fe(Ⅲ)Fe(Ⅱ)HO2·(·O2-)O2,OH-(H+)H2O+HO·H2O2+H+Fenton反應(yīng)路徑及影響因素在水溶液中的主要反應(yīng)路徑是生成具有高度氧化性和反應(yīng)活性的·OH;但在過氧化氫過量的情況下，還可以生成HO2·(·O2-)等具有還原活性的自由基；另外過氧化氫還可以自行分解或直接發(fā)生氧化作用，那種路徑占主導(dǎo)作用取決于環(huán)境條件?？偡磻?yīng)方程式：Fe(Ⅲ)Fe(Ⅱ)HO2·(·O2-)O2,OH-(H+)影響Fenton反應(yīng)的主要條件pH值的影響H2O2濃度的影響催化劑（Fe2+）濃度的影響反應(yīng)溫度的影響影響Fenton反應(yīng)的主要條件pH值的影響pH值的影響Fenton試劑是在酸性條件下發(fā)揮作用的，在中性和堿性的條件下Fe2+不能催化H2O2生成·OH;按照經(jīng)典的Fenton試劑反應(yīng)理論，pH升高不僅抑制了·OH的產(chǎn)生，而且使溶液中的Fe2+以氫氧化物的形式沉淀而失去催化作用；當pH低于3時，溶液中的H+濃度過高，F(xiàn)e3+不能順利地被還原成Fe2+，催化反應(yīng)受阻。pH值的影響Fenton試劑是在酸性條件下發(fā)揮作用的，在中性H2O2濃度的影響隨著H2O2的用量增加，COD的去除首先增大，而后出現(xiàn)下降；當H2O2的濃度過高的時候，過量的H2O2,不僅不能通過分解產(chǎn)生更多的·OH,反而一開始就將Fe2+氧化為Fe3+，而且過量的H2O2自身的分解作用也更明顯。化學(xué)需氧量（Chemical

Oxygen

Demand）是以化學(xué)方法測量的水樣中需要被氧化的還原性物質(zhì)的量H2O2濃度的影響隨著H2O2的用量增加，COD的去除首先增催化劑（Fe2+）濃度的影響Fe2+是催化產(chǎn)生自由基的必要條件；再無Fe2+的情況下，過氧化氫很難分解產(chǎn)生自由基，當Fe2+的濃度過低時，自由基的產(chǎn)生量和產(chǎn)生速率都很小，降解過程受到抑制；當Fe2+過量時，它還原H2O2且自身氧化成Fe3+，消耗藥劑的同時增加出水色度。并且隨著Fe2+的濃度增加，COD去除率不再增加反而有減少的趨勢。催化劑（Fe2+）濃度的影響Fe2+是催化產(chǎn)生自由基的必要條反應(yīng)溫度的影響對Fenton試劑反應(yīng)體系而言，適當?shù)臏囟燃せ盍俗杂苫?，而過高的溫度會加速促進H2O2的分解作用，生成H2O和O2，減少自由基的產(chǎn)生。反應(yīng)溫度的影響對Fenton試劑反應(yīng)體系而言，適當?shù)臏囟燃せ頕enton法的研究與應(yīng)用1894年，H.J.H.Fenton報導(dǎo)了在做用過氧化氫氧化酒石酸的過程中，加入少量的亞鐵鹽能有效催化反應(yīng)進程。其后的一些研究發(fā)現(xiàn)過氧化氫和亞鐵鹽混合的水溶液體系可以有效地氧化很多種有機物，將其幾乎完全氧化為二氧化碳和水。因為這種超高的性能，后人將這種體系稱為Fenton（芬頓）試劑。120過去了，隨著不斷的深入研究，人們把紫外線、電化學(xué)、超聲波等引入Fenton試劑中，而派生出了類Fenton法，這些方法都是在常規(guī)Fenton法的原理與基礎(chǔ)上進一步改進反應(yīng)條件，使其氧化能力得到很大的增強，因而也越來越受到人們的關(guān)注。Fenton法的研究與應(yīng)用1894年，H.J.H.FentoFenton法的研究與應(yīng)用類Fenton法改良Fenton法光-Fenton法電-Fenton法超聲-Fenton法用Mn2+、Cu2+、Co2+取代Fe2+催化H2O2產(chǎn)生·OH

活性炭、沸石等吸附劑作為催化劑金屬離子的載體,減少其流失，提高利用率在常規(guī)Fenton體系中引入了紫外線可以提高對有機污染物的處理效率和降解程度，提高H2O2的利用率，減少鐵離子的流失在常規(guī)Fenton法的基礎(chǔ)上引入了電化學(xué)方法H2O2(溶解氧通過電化學(xué)的方法轉(zhuǎn)化而來)與Fe3+或Fe2+(依靠電化學(xué)方法通過犧牲陽極所產(chǎn)生)構(gòu)成Fenton試劑；或者外加Fe3+/Fe2+及H2O2組成Fenton體系Fenton試劑與超聲處理聯(lián)用使H2O和溶解在水中的O2發(fā)生裂解反應(yīng)生成大量·OH、O·和HOO·等一系列高活性的自由基團對污染物進行降解Fenton法的研究與應(yīng)用類Fenton法改良Fenton法Fenton法的研究與應(yīng)用馮柏林等《Fenton法的反應(yīng)機理及類Fenton法的應(yīng)用研究》Fenton法的研究與應(yīng)用馮柏林等《Fenton法的反應(yīng)機Fenton法的研究與應(yīng)用應(yīng)用水體污染修復(fù)土壤有機污染治理Fenton氧化技術(shù)具有以下優(yōu)點：(1)產(chǎn)生大量非常活潑的羥基自由基,其氧化還原電位為2.8V僅次于氟(2.87V),它作為反應(yīng)的中間活性物種,具有很高的氧化活性;(2)羥基自由基無選擇地直接與廢水中的污染物反應(yīng),將其降解為無毒、易生物降解的小分子物質(zhì),甚至將其礦化為CO2、水及無機鹽類,不會產(chǎn)生二次污染;(3)使用H202或分子氧作為氧化劑,其反應(yīng)具有原位綠色特性；(4)既可作為單獨處理技術(shù)應(yīng)用,也可與其它處理過程相結(jié)合,降低處理成本．

隨著人們對Fenton氧化反應(yīng)的研究逐漸深入，這項新興的環(huán)境修復(fù)技術(shù)越來越廣泛的應(yīng)用于土壤有機物污染的治理。Kao和Wu將Fenton氧化作為生物降解的前處理，應(yīng)用于2,3,7,8-四氯聯(lián)苯-ρ-二噁英（TCDD）污染土壤的修復(fù)，使99%的TCDD轉(zhuǎn)化為生物可利用的中間產(chǎn)物。Tyre等發(fā)現(xiàn)在土壤中加入溶解態(tài)鐵時，四種抗生物降解的化合物也可以被氧化。Fenton法的研究與應(yīng)用應(yīng)用水體污染修復(fù)土壤有機污染治理FTHANKSTHANKS1、有時候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。12月-2212月-22Friday,December30,20222、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。15:56:3315:56:3315:5612/30/20223:56:33PM3、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。12月-2215:56:3315:56Dec-2230-Dec-224、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。15:56:3315:56:3315:56Friday,December30,20225、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強。12月-2212月-2215:56:3315:56:33December30,20226、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。30十二月20223:56:33下午15:56:3312月-227、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。。十二月223:56下午12月-2215:56December30,20228、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022/12/3015:56:3315:56:3330December20229、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。3:56:33下午3:56下午15:56:3312月-2210、你要做多大的事情，就該承受多大的壓力。12/30/20223:56:33PM15:56:3330-12月-2211、自己要先看得起自己，別人才會看得起你。12/30/20223:56PM12/30/20223:56PM12月-2212月-2212、這一秒不放棄，下一秒就會有希望。30-Dec-2230December202212月-2213、無論才能知識多么卓著，如果缺乏熱情，則無異紙上畫餅充饑，無補于事。Friday,December30,202230-Dec-2212月-2214、我只是自己不放過自己而已，現(xiàn)在我不會再逼自己眷戀了。12月-2215:56:3330December202215:56謝謝大家1、有時候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。12月-2212月16過氧化氫及Fenton氧化技術(shù)2016級地球化學(xué)過氧化氫及Fenton氧化技術(shù)過氧化氫及Fenton氧化技術(shù)基本原理Fenton反應(yīng)路徑及影響因素Fenton法的研究與應(yīng)用過氧化氫及Fenton氧化技術(shù)基本原理Fenton反應(yīng)路徑及過氧化氫及Fenton氧化技術(shù)基本原理過氧化氫（H2O2）分子中的氧是-1價，具有還原性和氧化性，因此過氧化氫具有氧化還原性。其氧化還原性在不同的酸，堿和中性條件下有所不同。使用過氧化氫作為氧化劑，由于其分解產(chǎn)物為水和二氧化碳，不產(chǎn)生二次污染，是一種綠色氧化劑。無論它在酸性還是在堿性溶液中都是強氧化劑，只有在遇見高錳酸鉀等更強的氧化劑時表現(xiàn)為還原性。酸性溶液中用過氧化氫氧化的反應(yīng)往往很慢，堿性溶液中氧化反應(yīng)很快，而水中它的氧化還原性由電位決定。過氧化氫及Fenton氧化技術(shù)基本原理過氧化氫（H2O2過氧化氫及Fenton氧化技術(shù)基本原理過氧化氫溶液中存在的微量雜質(zhì)，如金屬離子（Fe3+，Cu2+）、非金屬、金屬氧化物等都能催化過氧化氫的均相和非均相分解；Fenton試劑是指在天然或人為添加的亞鐵離子（Fe2+）時，與過氧化氫發(fā)生作用，能夠產(chǎn)生高反應(yīng)活性的羥基自由基（·OH）的試劑；過氧化氫還可以在其他催化劑（如Fe，UV254等）以及其他氧化劑（O3）的作用下，產(chǎn)生氧化性極強的羥基自由基（·OH），使水中的有機物得以氧化而降解過氧化氫及Fenton氧化技術(shù)基本原理過氧化氫溶液中存在的微Fe(Ⅲ)Fe(Ⅱ)HO2·(·O2-)O2,OH-(H+)H2O+HO·H2O2+H+Fenton反應(yīng)路徑及影響因素在水溶液中的主要反應(yīng)路徑是生成具有高度氧化性和反應(yīng)活性的·OH;但在過氧化氫過量的情況下，還可以生成HO2·(·O2-)等具有還原活性的自由基；另外過氧化氫還可以自行分解或直接發(fā)生氧化作用，那種路徑占主導(dǎo)作用取決于環(huán)境條件?？偡磻?yīng)方程式：Fe(Ⅲ)Fe(Ⅱ)HO2·(·O2-)O2,OH-(H+)影響Fenton反應(yīng)的主要條件pH值的影響H2O2濃度的影響催化劑（Fe2+）濃度的影響反應(yīng)溫度的影響影響Fenton反應(yīng)的主要條件pH值的影響pH值的影響Fenton試劑是在酸性條件下發(fā)揮作用的，在中性和堿性的條件下Fe2+不能催化H2O2生成·OH;按照經(jīng)典的Fenton試劑反應(yīng)理論，pH升高不僅抑制了·OH的產(chǎn)生，而且使溶液中的Fe2+以氫氧化物的形式沉淀而失去催化作用；當pH低于3時，溶液中的H+濃度過高，F(xiàn)e3+不能順利地被還原成Fe2+，催化反應(yīng)受阻。pH值的影響Fenton試劑是在酸性條件下發(fā)揮作用的，在中性H2O2濃度的影響隨著H2O2的用量增加，COD的去除首先增大，而后出現(xiàn)下降；當H2O2的濃度過高的時候，過量的H2O2,不僅不能通過分解產(chǎn)生更多的·OH,反而一開始就將Fe2+氧化為Fe3+，而且過量的H2O2自身的分解作用也更明顯?；瘜W(xué)需氧量（Chemical

Oxygen

Demand）是以化學(xué)方法測量的水樣中需要被氧化的還原性物質(zhì)的量H2O2濃度的影響隨著H2O2的用量增加，COD的去除首先增催化劑（Fe2+）濃度的影響Fe2+是催化產(chǎn)生自由基的必要條件；再無Fe2+的情況下，過氧化氫很難分解產(chǎn)生自由基，當Fe2+的濃度過低時，自由基的產(chǎn)生量和產(chǎn)生速率都很小，降解過程受到抑制；當Fe2+過量時，它還原H2O2且自身氧化成Fe3+，消耗藥劑的同時增加出水色度。并且隨著Fe2+的濃度增加，COD去除率不再增加反而有減少的趨勢。催化劑（Fe2+）濃度的影響Fe2+是催化產(chǎn)生自由基的必要條反應(yīng)溫度的影響對Fenton試劑反應(yīng)體系而言，適當?shù)臏囟燃せ盍俗杂苫?，而過高的溫度會加速促進H2O2的分解作用，生成H2O和O2，減少自由基的產(chǎn)生。反應(yīng)溫度的影響對Fenton試劑反應(yīng)體系而言，適當?shù)臏囟燃せ頕enton法的研究與應(yīng)用1894年，H.J.H.Fenton報導(dǎo)了在做用過氧化氫氧化酒石酸的過程中，加入少量的亞鐵鹽能有效催化反應(yīng)進程。其后的一些研究發(fā)現(xiàn)過氧化氫和亞鐵鹽混合的水溶液體系可以有效地氧化很多種有機物，將其幾乎完全氧化為二氧化碳和水。因為這種超高的性能，后人將這種體系稱為Fenton（芬頓）試劑。120過去了，隨著不斷的深入研究，人們把紫外線、電化學(xué)、超聲波等引入Fenton試劑中，而派生出了類Fenton法，這些方法都是在常規(guī)Fenton法的原理與基礎(chǔ)上進一步改進反應(yīng)條件，使其氧化能力得到很大的增強，因而也越來越受到人們的關(guān)注。Fenton法的研究與應(yīng)用1894年，H.J.H.FentoFenton法的研究與應(yīng)用類Fenton法改良Fenton法光-Fenton法電-Fenton法超聲-Fenton法用Mn2+、Cu2+、Co2+取代Fe2+催化H2O2產(chǎn)生·OH

活性炭、沸石等吸附劑作為催化劑金屬離子的載體,減少其流失，提高利用率在常規(guī)Fenton體系中引入了紫外線可以提高對有機污染物的處理效率和降解程度，提高H2O2的利用率，減少鐵離子的流失在常規(guī)Fenton法的基礎(chǔ)上引入了電化學(xué)方法H2O2(溶解氧通過電化學(xué)的方法轉(zhuǎn)化而來)與Fe3+或Fe2+(依靠電化學(xué)方法通過犧牲陽極所產(chǎn)生)構(gòu)成Fenton試劑；或者外加Fe3+/Fe2+及H2O2組成Fenton體系Fenton試劑與超聲處理聯(lián)用使H2O和溶解在水中的O2發(fā)生裂解反應(yīng)生成大量·OH、O·和HOO·等一系列高活性的自由基團對污染物進行降解Fenton法的研究與應(yīng)用類Fenton法改良Fenton法Fenton法的研究與應(yīng)用馮柏林等《Fenton法的反應(yīng)機理及類Fenton法的應(yīng)用研究》Fenton法的研究與應(yīng)用馮柏林等《Fenton法的反應(yīng)機Fenton法的研究與應(yīng)用應(yīng)用水體污染修復(fù)土壤有機污染治理Fenton氧化技術(shù)具有以下優(yōu)點：(1)產(chǎn)生大量非?；顫姷牧u基自由基,其氧化還原電位為2.8V僅次于氟(2.87V),它作為反應(yīng)的中間活性物種,具有很高的氧化活性;(2)羥基自由基無選擇地直接與廢水中的污染物反應(yīng),將其降解為無毒、易生物降解的小分子物質(zhì),甚至將其礦化為CO2、水及無機鹽類,不會產(chǎn)生二次污染;(3)使用H202或分子氧作為氧化劑,其反應(yīng)具有原位綠色特性；(4)既可作為單獨處理技術(shù)應(yīng)用,也可與其它處理過程相結(jié)合,降低處理成本．

隨著人們對Fenton氧化反應(yīng)的研究逐漸深入，這項新興的環(huán)境修復(fù)技術(shù)越來越廣泛的應(yīng)用于土壤有機物污染的治理。Kao和Wu將Fenton氧化作為生物降解的前處理，應(yīng)用于2,3,7,8-四氯聯(lián)苯-ρ-二噁英（TCDD）污染土壤的修復(fù)，使99%的TCDD轉(zhuǎn)化為生物可利用的中間產(chǎn)物。Tyre等發(fā)現(xiàn)在土壤中加入溶解態(tài)鐵時，四種抗生物降解的化合物也可以被氧化。Fenton法的研究與應(yīng)用應(yīng)用水體污染修復(fù)土壤有機污染治理FTHANKSTHANKS1、有時候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。12月-2212月-22Friday,December30,20222、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。15:56:3315:56:3315:5612/30/20223:56:33PM