Fenton法及其在废水处资料讲解.pptVIP

Company Logo Company Logo Fenton法及其在废水处理中的应用与发展 Company Logo Contents 1. Fenton试剂的概念 2. Fenton试剂催化氧化的机理 3. Fenton在污水处理中的研究 5. Fenton的展望 4. Fenton法与其他方法联用 Company Logo Concept 什么是Fenton试剂？ Fenton试剂是由H2O2和Fe2+混合而成的一种氧化能力很强的氧化剂。其氧化机理主要是在酸性条件下(一般pH3.5)，利用Fe2+作为H2O2的催化剂，生成具有很强氧化电性且反应活性很高的·OH，形成的·OH通过电子转移等途径使水中有机物被氧化分解成为小分子，同时Fe2+被氧化成Fe3+产生混凝沉淀，将大量有机物凝结而去除。 Company Logo Mechanism 繁殖 链终止 链引发 K1 K4 Fe2++H2O2 Fe3++OH-+HO? Fe2++ HO? Fe3++HO- HO?+RH H2O +R? K2 R++ H2O ROH +H+ R? +Fe3+ R++Fe2+ K3 ….. Company Logo Advantages Fenton试剂具有下列特点： (1)氧化能力强。 (2)过氧化氢分解成羟基自由基的速度很快，氧化速率也较高。 (3)羟基自由基具有很高的电负性或亲电性。 (4)处理效率较高，处理过程中不引入其他杂质，不会产生二次污染。 (5)由于是一种物理化学处理方法，很容易加以控制，比较容易满足处理要求，甚至可以降解浓度为10级的污染物。 (6)既可以单独使用，也可以与其他工艺联合使用，以降低成本，提高处理效果。如果将生物氧化法作为预处理，其去除有机物的效果将会更好。 (7)对废水中干扰物质的承受能力较强，操作与设备维护比较容易，使用范围比较广。 (8)Fe(OH)3，胶体能在低pH值范围内使用，而在低pH值范围内有机物大多以分子态存在，比较容易去除，这也提高了有机物的去除效率。 Company Logo 随着pH的升高，Cu(II)-H2O2对甲基橙的催化氧化降解效果越来越差。pH为3.0时，反应30min后，甲基橙的去除率已达100％ ，而当pH为11.0时,反应30min后,甲基橙的去除率仅为20 ％ 。这表明过高的pH不仅不会激发 羟基自由基的产生，相反会加速羟基自由基的消失,事实上很多涉及羟基自由基的实验正是通过调节pH到碱性终止催化氧化反应田。因此本实验的最佳pH值确定为3.0。 Company Logo 随着反应温度的升高， Cu(II)-H2O2对甲基橙的催化氧化降解速率越来越快，温度升高至80℃时，反应5min后甲基橙的去除率已接近100％ 。而在室温下反应20min后甲基橙的去除率只有10％。这表明温度的升高，降低了产生羟基自由基反应的活化能，使得产生羟基自由基的反应更易于进行，有利于羟基自由基的产生，同时还可看出，60℃条件下，甲基橙的最终去除率与80℃下相近，这是由于过高温度加速了H2O 的分解所致，因此，不能片面追求高温下的较大催化氧化速率而忽略了H2O 的受热分解，从而降低了氧化剂的有效利用率。因此本实验选择的最佳温度为60℃。 Company Logo 随着硫酸铜用量的增加, Cu(II)-H2O2对甲基橙的去除率增加,当硫酸铜用量为0.5g时，去除率达到最大，然后随着硫酸铜量的增加，去除率开始下降。 Company Logo Mechanism 机 理 Company Logo 光Fenton法 H2O2+hv一2HO· Fe(OH)2+ 一Fe2++·OH Fe(ROO) 2+一Fe2++CO2+·R Fenton 电Fenton法 阳极： Fe Fe2+ 阴极： 4H++ 4e 4H 2H2 Company Logo Company Logo 光Fenton法 UV—TiO2/Fenton法 UV／Fenton法 UV—vis／草酸铁络合物／H2O2法 Company Logo UV/Fenton法 文献 文献 应用 刘勇弟等证明紫外光和Fe2+对H2O2的催化分解存在协同效应，即紫外光和Fe2+共存时的H2O2分解速率远大于单独Fe2+或紫外光存在时的H2O2分解速率的简单加和 徐向荣研究了不同金属离子与紫外光存在下H2O2对染料罗丹