高(gāo)級氧化技(jì)術(shù)—催化氧化（芬頓氧化）反應在高(gāo)濃度廢水(shuǐ)處理中的應用

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高(gāo)級氧化技(jì)術(shù)是一(yī)種通(tōng)過産生(shēng)大量羟基自(zì)由基（·OH）來破壞有機(jī)物(wù)分子結構，實現高(gāo)效氧化處理的方法。這些高(gāo)活性自(zì)由基攻擊大分子有機(jī)物(wù)并與之反應，從(cóng)而達到(dào)去除有機(jī)物(wù)的目的。

在AOPs中，Fenton法是一(yī)種常用的處理含有羟基有機(jī)化合物(wù)的廢水(shuǐ)的方法，但其處理效果受到(dào)多(duō)種因素的影響。實驗結果表明，一(yī)元酚羟基對Fenton反應有促進作用，而一(yī)元醇羟基則有強烈的抑制作用。碳原子數相(xiàng)同但羟基數不同的化合物(wù)，随羟基數量的增加，其對Fenton反應的影響逐漸減弱。飽和一(yī)元醇主鏈碳原子個(gè)數越多(duō)，對Fenton反應的抑制作用越明顯。此外，主鏈的不飽和度也對Fenton反應效果産生(shēng)影響，脂肪族不飽和羟基化合物(wù)的處理效果較差，而對苯環類羟基化合物(wù)則有較好的氧化處理效果。

為(wèi)了深入了解Fenton法的反應機(jī)理，研究者們進行了大量研究。當初Fenton發現芬頓試劑時，并不清楚其強氧化能(néng)力的來源。多(duō)年(nián)後，有人提出反應中可能(néng)産生(shēng)了羟基自(zì)由基，這是一(yī)種具有強氧化能(néng)力和高(gāo)電(diàn)負性的氧化劑。在pH=4的溶液中，·OH的氧化電(diàn)位高(gāo)達2.73 V，其氧化能(néng)力僅次于氫氟酸。因此，芬頓試劑能(néng)夠無選擇地氧化降解大部分持久性有機(jī)物(wù)，特别是芳香類化合物(wù)和一(yī)些雜(zá)環類化合物(wù)。

關于Fenton試劑的反應機(jī)理，目前認為(wèi)涉及無機(jī)物(wù)之間的反應，如Fe2+、Fe3+、H2O2、·OH、HO2·和O2-等。這些反應主要通(tōng)過化學捕獲劑和先進的分析儀器(qì)進行研究。近年(nián)來，研究人員(yuán)發現吡唑可以作為(wèi)自(zì)由基的捕獲劑用于捕獲O2-自(zì)由基，而·OH自(zì)由基的競争反應不影響對HO2·自(zì)由基的捕獲。這為(wèi)進一(yī)步理解Fenton反應機(jī)理提供了重要依據。然而，關于鐵氧化後在反應中存在的形态等方面仍有很多(duō)問題需要深入研究。

此外，Fenton試劑與有機(jī)物(wù)及其中間産物(wù)之間的反應規律也是研究的熱點。近年(nián)來，人們緻力于研究芬頓試劑對不同有機(jī)物(wù)的動力學，并建立了不同的動力學模型，以指導其工(gōng)業(yè)化應用。例如，在研究芬頓試劑氧化氯酚的反應特征時，發現pH、H2O2和Fe2+對反應有重要影響。在pH=2-4時，有機(jī)物(wù)的降解速率非常快，且符合一(yī)級反應動力學模式。同時，中間有機(jī)産物(wù)對反應的影響也不容忽視，因此在動力學研究中需要考慮其影響。

總之，高(gāo)級氧化技(jì)術(shù)特别是Fenton法在處理含有羟基有機(jī)化合物(wù)的廢水(shuǐ)方面具有廣闊的應用前景。然而，為(wèi)了進一(yī)步提高(gāo)其處理效果和降低(dī)成本，仍需要深入研究其反應機(jī)理和影響因素。

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