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高级氧化技术羟基自由基(.OH)

羟基自由基

羟基自由基(.OH)是一种重要的活性氧，从分子式上看是由氢氧根（OH-）失去

一个电子形成。羟基自由基具有极强的的电子能力也就是氧化能力，氧化电位2.8v。

是自然界中仅次于氟的氧化剂。

电生羟基自由基在有机废水处理中的应用

近年来，浓度高且结构稳定的有机废水不断出现，如何有效地去除这些难降解

的有机废水已经成为水处理的热点问题。羟基自由基（·OH）因其有极高的氧化电位

（2.8V），其氧化能力极强，与大多数有机污染物都可以发生快速的链式反应，无

选择性地把有害物质氧化成CO2、H2O或矿物盐，无二次污染[1]。目前国内外有不

少研究者进行利用OH·处理有机废水的研究。产生OH·的途径较多，主要有Fenton

法[2]、氧化絮凝法[3]、臭氧法[4]、超声降解法[5]和光催化法[6]。近年来应用电化

学法产生OH·处理有机废水获得了较大的进展，在降解和脱色上卓有成效。下面就

对电生·OH的途径及其在有机废水处理中应用的必威体育精装版进展进行评述。

1.电Fenton法

工艺上将Fe2+和H2O2的组合称为Fenton试剂。它能有效地氧化降解废水中

的有机污染物，其实质是H2O2在Fe2+的催化下产生具有高反应活性的·OH。目前，

Fenton法主要是通过光辐射、催化剂、电化学作用产生·OH。利用光催化或光辐射

法产生·OH，存在H2O2及太阳能利用效率低等问题。而电Fenton法是H2O2和Fe2+

均通过电化学法持续地产生[7]，它比一般化学Fenton试剂具有H2O2利用率高、

费用低及反应速度快等优点。因此，通过电Fenton法产生·OH将成为主要途径之一。

应用电Fenton法产生·OH处理有机废水多数是以平板铁为阳极，多孔碳电极为

阴极，在阴极通以氧气或空气。通电时，在阴阳两极上进行相同电化当量的电化学

反应，在相同的时间内分别生成相同物质的量的Fe2+和H2O2，从而使得随后生成

Fenton试剂的化学反应得以实现[8]。

溶液的pH值对氧阴极还原获得H2O2的反应有很大的影响[9]。研究表明，溶

液的pH值不仅对阴极反应电位和槽电压有影响，还将决定着生成H2O2的电流效率，

进而影响随后生成OH·的效率及与有机污染物的降解脱色反应。

自20世纪80年代中期后，国内外已广泛开展了对电Fenton法机理及其在有机

废水中的应用进行了研究。Hsiao等[10]用石墨作阴极对酚和氯苯的氧化进行了研

究，结果表明，该法对酚和氯苯的氧化处理比光Fenton法彻底。郑曦[11]等以可溶

性铁为阳极,多孔石墨电极为阴极,Na2SO4为支持电解质,于电解现场产生Fenton试

剂，在低电流密度(10mA/cm2)下，可有效地抑制阴、阳两极副反应的发生，所产

生的OH·浓度足以有效地降解染料废水,脱色率达100%，CODCr去除率达80%。另

外，电Fenton法与其它方法结合处理废水，不少研究者对其可行性进行了研究[12]，

取得了一定的成效。Brillas等[13]分别用Pt作阳极和充氧的碳－聚四氯乙烯作阴极，

对2,4-D(二氯苯氧基乙酸)进行降解处理，浓度低时2,4-D的矿化程度高达90%，若

与光Fenton法相结合，2,4-D可完全矿化。Kusvuran等[14]还以RR120有机染料

废水作为研究对象，比较分析了电Fenton法与其它方法的处理效果，结果表明，湿

空气氧化法、光电Fenton法、UV/TiO2的降解效果较为理想，电Fenton法次之。

2.电解氧化法

在外加电场作用下阳极可以直接或间接产生具有强氧化活性的OH[15]·。这种方

法的特点基本无二次污染，符合环保的要求。长期以来，由于受