FENTON试剂

质的氧化。Fenton试剂一般在pH =3.5下进行，在该pH值时羟基自由基生成速率最大。

Fenton试剂

因其发音，又被称之为“粪桶试剂”（非专业用语）。氧化机理

Jeseph指出Fe 和Fe 都能与H202反应。Fenton试剂反应过程如下：

(1) H2O2+ Fe →OH- + Fe + OH-

(2)Fe + OH- →Fe + OH-

其中，产生·OH 的反应步骤(1) 控制了整个反应的速度，·OH通过反应方程(2) 与有机物反应而逐渐被消耗。

Fe能催化降解H2O2，使之变成O2和H2O，自由基链机理指出，对于单一的Fe3+系统(即除水外没有其他的络合物配位基)，将产生·OH和HO2。反应方程除(1) 、(2) 外，还有以下几个步骤：

(3) H2O2+ Fe→Fe-OOH+ H

(4) Fe-OOH →HO2+ Fe

(5)HO2+ Fe →Fe + HO2

(6)HO2+ Fe →Fe + O + H

(7)·OH + H2O2→HO2+ H2O

当H2O2过量时，由于反应方程(4)的反应速度远比反应方程(1) 的反应速度慢，所以[ Fe ]与[ Fe ] 的关系不大。反应方程(7) 指出了·OH消耗的另一途径。通过分离有机化合物中的H、填充未饱和的C - C键，羟基·OH能不加选择地同大多数有机物迅速反应，和·OH 比较起来HO2的反应活性微弱许多，而与之配对的O-几乎没有活性。当有O2 存在时，·OH 与有机物反应产生的以碳为中心的自由基会与O2反应，产生ROO·自由基，并最终变成氧化产物。除此之外，许多人提出了不同的Fe、PH、H2O2反应途径和中间产物。Kan提出Fenton 反应会产生被水包围并与Fe 疏松连接的·OH，它能氧化大多数有机物。DAVIDA 等很多研究提到高价铁-氧中间产物，如FeO3 +，(L) Fe4 = O ，(L·+ ) Fe4 = O，L为有机络和物，(L·+ )为带一个电荷的有机络和氧化物[2]。DAVIDA等[2]的研究指出，Fenton反应产生亚铁离子，H2O2反应产生铁水络和物。

(8) [ Fe (H2O)6] + H2O─→ [ Fe (H2O)5OH] + H3O+

(9) [ Fe (H2O)5OH] + H2O ─→ [ Fe (H2O)4(OH)2] + H3O+

当pH 为3～7 时，上述络和物变成：

(10) 2 [ Fe (H2O)5OH]─→ [ Fe (H2O)8(OH)2] + 2 H2O

(11) [ Fe (H2O)8(OH)2] + H2O ─→[ Fe2(H2O)7(OH)3] + H3O

(12) [ Fe2(H2O)7(OH)3]+ [ Fe (H2O)5OH] →[ Fe3(H2O)7(OH)4]+ 2H2O

以上反应方程式证明Fenton试剂具有一定得絮凝沉淀功能。Sheng H. Lin的研究表明，Fenton 试剂所具有的这种絮凝沉淀功能是Fenton试剂降解COD的重要组成部分。

2处理效率的影响因素编辑

pH值

因为Fe 在溶液中的存在形式受制于溶液的pH值，所以Fenton试剂只在酸性条件下发生作用，在中性和碱性环境中，Fe不能催化H202产生·OH。研究者普遍认为，当pH值在2～4范围内时，氧化废水处理效果较好，最佳效果出现在pH=3时。Lin和Peng [10]在采用Fenton试剂处理纺织废水时发现，当pH值增加并超过3时，废水中的COD迅速升高，从而得到最优点pH=3。在该条件下，COD的去除率达到80%。

Casero将Fenton 试剂运用于芳香胺废水处理时发现，O-联茴香胺转化成开环有机物的过程与起始pH值无关。反应完全后，废水的pH值比起始pH值有所下降，原因可能是Fenton反应产物Fe水解使pH值下降。同时，Fenton试剂在较宽的pH值范围都能降解有机物，这就避免了对废水的缓冲。

试剂配比

在Fenton反应中，Fe起到催化剂的作用，是催化H202产生自由基的必要条件。在无Fe条件下，H202难于分解产生自由基。当Fe浓度很低时，反应(1)速度很慢，自由基的产生量小，产生速度慢，整个过程受到限制。当Fe浓度过高时，会将H202还原且被氧化成Fe，造成色度增加。

J.Yoon研究了不同[Fe]/[ H202] 比值对反应的影响。在[ Fe]/[ H202] = 2 环境中，当有机物不存在时，Fe在几秒内消耗完。有机物存在时，Fe的消耗大大受到限制。但不管有机物存在与否，H202都在反应开始的几秒内被完全消耗。这表明，在高[ Fe]/[ H202]比值条件下，消耗H202产生·OH自由基的过程在几秒内进行完毕。在[ Fe2+ ]/[ H202] = 1环境中，当有机物不存在时，H202的消耗在反应刚开始时消耗迅速，随后消耗速度缓慢。有机物存在时，H202的消耗在反应刚开始时非常迅速，随后完全停止。但不管有机物存在与否，Fe 在反应刚开始后不久就被完全消耗。因此，反应开始时加入的Fe在90min内不能使H202消耗完。在[ Fe]/ [H202]≤1 条件下，和[Fe]/[ H202]=1时一样，Fe在反应刚开始后不久就被完全消耗，但H202被完全消耗的时间更长。

反应温度

根据反应动力学原理，随着温度的增加，反应速度加快。但对于Fenton 试剂这样的复杂反映体系，温度升高，不仅加速正反应的进行，也加速副反应。因此，温度对Fenton 试剂处理废水的影响复杂。适当的温度可以激活·OH自由基，温度过高会使H202分解成H2O 和O2。Sheng[8]用Fenton试剂处理退浆废水时发现，最佳的反应温度出现在30℃，低于该温度出水的COD迅速升高。这可能是由FeSO4/ H202的反应缓慢造成的。温度高于30 ℃时，由于H202分解带来的不良影响，COD去除率增加缓慢。Basu和Somnath用Fenton 试剂处理三氯苯酚时发现，温度低于60 ℃时，温度低反应出现正效果，高于60 ℃时，不利于反应的进行。以上研究者得出不同结果，可能是由于废水成分不同造成的。