芬頓反應方程式及影響因素

2021-01-19 環保之家

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芬頓反應方程式及影響因素


一、反應機理

H2O2 +Fe 2+ →Fe 3+ + HO - + HO·    (1)

RH+HO· →R·+H2O                                 (2)

R·+Fe3+ →Fe2+ + 產物                         (3)

H2O 2 + HO· →HO2·+H2O                    (4)

Fe2+ + HO· →Fe3+ + HO -                    (5)

Fe 3+ +H2O2 →Fe 2+ +H + + HO2·     (6)

Fe 3+ + HO2· →Fe2+ +H+ + O2           (7)


三、實驗影響因素


芬頓試劑的影響因素有：pH值、H2O2投加量、Fe2+投加量、反應時間和反應溫度。


（1）H2O2投加量：


H2O2的濃度較低時，H2O2的濃度增加導致羥基量的增加；H2O2的濃度過高時，過量的H2O2不但不能通過分解產生更多的自由基，反而在反應的一開始就把Fe2+迅速氧化成Fe3+，使氧化在Fe3+的催化下進行，這樣就既消耗了H2O2又抑制羥基的產生。


（2）Fe2+投加量：


Fe2+濃度過低，反應速度極慢；Fe2+過量，它還原H2O2且自身氧化為Fe3+，消耗藥劑的同時增加出水色度。


（3）pH值：


芬頓試劑是在酸性條件下發生作用的，在中性和鹼性的環境中Fe2+不能催化氧化H2O2產生OH-，pH值在3~4附近時去除率最大。


（4）反應時間，反應溫度：


根據反應動力學原理，隨著溫度的增加，反應速度加快。但是對於芬頓試劑這樣複雜的反應體系，溫度升高，不僅加速正反應的進行，也加速副反應。因此，溫度對於芬頓試劑處理廢水的影響複雜，適當的溫度可以激活羥基自由基，溫度過高會使雙氧水分解成水和氧氣。


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