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bossliangge

银虫 (著名写手)

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[交流] 浅论芬顿反应过程中双氧水和亚铁用量的理论支持

下面我想从自由基机理的角度阐述一下。氧化物质为羟基自由基，来源为双氧水分解，引发剂为亚铁。即双氧水在亚铁作用下分解产生羟基自由基，羟基自由基进攻有机物，有机物分子丢失电子/异裂，形成有机物自由基碎片，进一步与羟基自由基反应进一步破碎至小分子，或结合自由基稳定下来，即链终止。
那么就存在一个问题，即要充分氧化矿化有机污染物，需要羟基自由基多，这就要求母体-双氧水量足够，光H2O2够了还不行，为了尽可能转化为氧化性更强的羟基自由基，需要催化剂亚铁也够。这就存在一个问题了，双氧水分解的时候不止产生羟基自由基一种，也有其他的氧化性弱的自由基，双氧水的量多了，弱自由基也会多，另一方面亚铁多了，表示羟基自由基一下子会很多，但是这中间有一个反应速率匹配的问题，即自由基的产生速率、自由基和污染物的反应速率二者的匹配问题，自由基产生的一下子过多过快来不及和有机物充分反应就已经自身或者和其他弱氧化性自由基碰撞湮灭掉了；所以这就要求研发人员根据污染底物性质进行判断了，比如难氧化的物质--反应慢的，这时候你要是亚铁多了，大部分羟基自由基就会浪费掉；若是可氧化的物质，这时候你会发现，每次随着你双氧水量的增加，COD的去除率也增加，这类就是可通过芬顿解决的物质，只是用量罢了。那么对于难降解---与自由基反应较慢的有机物怎么办呢？这时候就应该着手去加速自由基与其的反应速率，也即是提高双氧水利用效率，减短反应时间，需注意亚铁多起到的是自由基生成这一步的催化作用，而我们应该着眼的是---羟基自由基与底物的反应速率的催化，具体手段我就不能再多说了，希望说了这么多能够给从事这一行业的研发工作人员以启发。

[ Last edited by yanww_219 on 2017-3-22 at 11:45 ]

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豆浆娜娜

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1楼 2017-03-22 11:21:53

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bossliangge

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引用回帖:

9楼: Originally posted by lxping15 at 2017-04-05 15:26:25
现在做得多的强化手段就是超声、微波

超声太过吹嘘了我没少做只有当污染因子性质（离子型？分子型？挥发性？表面性质？空气泡效应？热解效应？）与超声功率频率等条件相适应时才有点作用，有时候还起反作用。超声炒一下你可以观察到芬顿体系气泡速率大增，但是就像我上文主题所述的这个表观的速率是双氧水分解的无效速率，而不是自由基和有机物反应生成的气体的速率，因此有时候超声芬顿下反而效果更差了（为啥？双氧水大部分无效分解了），该技术还是有很多需要去探索摸索的，适用的物质类型也需要专门探究下