【芬頓反應器的介紹】  

Fenton（中(zhong)文譯為(wei)芬(fen)(fen)頓(dun)(dun)）是為(wei)數不(bu)多(duo)的(de)(de)(de)(de)以人(ren)名(ming)命名(ming)的(de)(de)(de)(de)無機(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學反(fan)(fan)應(ying)之一。1893年(nian)(nian),化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學家Fenton HJ 發現，過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫(H2O2) 與二價(jia)鐵(tie)離(li)子的(de)(de)(de)(de)混(hun)合溶液具(ju)有(you)強(qiang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)性，可(ke)以將當時(shi)很多(duo)已知的(de)(de)(de)(de)有(you)機(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)合物(wu)(wu)如(ru)羧酸、醇、酯類氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)為(wei)無機(ji)態，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)效果十(shi)分顯著(zhu)。但(dan)此后(hou)半個(ge)多(duo)世紀(ji)中(zhong)，這種(zhong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)性試劑(ji)(ji)卻因(yin)為(wei)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)性ji強(qiang)沒有(you)被太(tai)多(duo)重視。但(dan)進入20 世紀(ji)70 年(nian)(nian)代，芬(fen)(fen)頓(dun)(dun)試劑(ji)(ji)在環(huan)境化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學中(zhong)找到了(le)它的(de)(de)(de)(de)位置(zhi)，具(ju)有(you)去除難降解有(you)機(ji)污(wu)染物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)高能(neng)力的(de)(de)(de)(de)芬(fen)(fen)頓(dun)(dun)試劑(ji)(ji)，在印染廢(fei)水(shui)、含(han)(han)油廢(fei)水(shui)、含(han)(han)酚廢(fei)水(shui)、焦化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)廢(fei)水(shui)、含(han)(han)硝基苯(ben)廢(fei)水(shui)、二苯(ben)胺(an)廢(fei)水(shui)等廢(fei)水(shui)處(chu)理中(zhong)體現了(le)很廣泛的(de)(de)(de)(de)應(ying)用。 當芬(fen)(fen)頓(dun)(dun)發現芬(fen)(fen)頓(dun)(dun)試劑(ji)(ji)時(shi)，尚(shang)不(bu)清楚過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫與二價(jia)鐵(tie)離(li)子反(fan)(fan)應(ying)到底生(sheng)成了(le)什么氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)具(ju)有(you)如(ru)此強(qiang)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)能(neng)力。二十(shi)多(duo)年(nian)(nian)后(hou)，有(you)人(ren)假(jia)設(she)可(ke)能(neng)反(fan)(fan)應(ying)中(zhong)產生(sheng)了(le)羥基自(zi)由基，否則，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)性不(bu)會有(you)如(ru)此強(qiang)。因(yin)此，以后(hou)人(ren)們采用了(le)一個(ge)較(jiao)廣泛引用的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學反(fan)(fan)應(ying)方程式來描述(shu)芬(fen)(fen)頓(dun)(dun)試劑(ji)(ji)中(zhong)發生(sheng)的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學反(fan)(fan)應(ying)：

Fe2+ + H2O2→Fe3+ + （OH）-+OH·①

從上(shang)式可以看(kan)出，1mol的(de)(de)H2O2與(yu)1mol的(de)(de)Fe2+反應后生(sheng)成(cheng)1mol的(de)(de)Fe3+，同時伴隨生(sheng)成(cheng)1mol的(de)(de)OH-外加1mol的(de)(de)羥(qian)基(ji)(ji)自(zi)由基(ji)(ji)。正(zheng)是羥(qian)基(ji)(ji)自(zi)由基(ji)(ji)的(de)(de)存在(zai)(zai)，使得芬頓(dun)試(shi)(shi)劑(ji)(ji)具(ju)有強的(de)(de)氧(yang)化(hua)能(neng)力。據計算在(zai)(zai)pH = 4 的(de)(de)溶(rong)液中(zhong)，OH·自(zi)由基(ji)(ji)的(de)(de)氧(yang)化(hua)電勢高達(da)2. 73 V。在(zai)(zai)自(zi)然界中(zhong)，氧(yang)化(hua)能(neng)力在(zai)(zai)溶(rong)液中(zhong)僅(jin)次(ci)于(yu)氟氣。因此，持久性有機物(wu)，特別是通(tong)常的(de)(de)試(shi)(shi)劑(ji)(ji)難以氧(yang)化(hua)的(de)(de)芳香類化(hua)合物(wu)及(ji)一些雜環類化(hua)合物(wu)，在(zai)(zai)芬頓(dun)試(shi)(shi)劑(ji)(ji)面前全部被無選擇氧(yang)化(hua)降解掉。1975 年,美國環境(jing)化(hua)學家Walling C 系(xi)統研究了芬頓(dun)試(shi)(shi)劑(ji)(ji)中(zhong)各類自(zi)由基(ji)(ji)的(de)(de)種類及(ji)Fe 在(zai)(zai)Fenton 試(shi)(shi)劑(ji)(ji)中(zhong)扮演的(de)(de)角色，得

如下化學反應(ying)方程(cheng)：

H2O2 + Fe3+ → Fe2+ + O2 + 2H+ ②

O2 + Fe2+→ Fe3+ + O2·③

可以(yi)看出,芬頓(dun)試劑(ji)(ji)中(zhong)除了(le)產生(sheng)1 摩(mo)(mo)爾的OH·自(zi)(zi)由(you)基(ji)(ji)外(wai),還(huan)伴隨著生(sheng)成1 摩(mo)(mo)爾的過氧(yang)自(zi)(zi)由(you)基(ji)(ji)O2·，但是過氧(yang)自(zi)(zi)由(you)基(ji)(ji)的氧(yang)化(hua)電(dian)勢只有(you)1.3 V左右，所(suo)以(yi)，在芬頓(dun)試劑(ji)(ji)中(zhong)起主要氧(yang)化(hua)作用的是OH·自(zi)(zi)由(you)基(ji)(ji)。

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