芬顿反应中的羟基自由基是如何激发出来的

为什么利用EPR测不出芬顿反应中的羟基自由基

机体在代谢过程中产生多种自由基包括超氧阴离子自由基（O-2·）、羟自由基（·OH及其活性衍生物H2O2等，其中以·OH化学性质最活泼。一定数量的氧自由基可为机体所用，但过多的氧自由基将作用于体内蛋白质、核酸、脂类等生物分子，造成细胞结构和功能受损，进而导致体内代谢紊乱引起疾病〔1～4〕。因此，自由基清除剂的合成及寻找成为当前医药研究的主要方向之一，而中药的天然、丰富及低毒更受人们的青睐。目前人们测定自由基清除剂清除羟自由基的方法有很多，其中邻二氮菲- Fe2+氧化法操作简单，设备要求不高，易于推广和应用

技术原理：有机物和双氧水由溶液主体扩散到催化剂表面的活性位点附近并发生吸附，随后在催化剂成分的催化作用下，过氧化氢分解产生·OH，从而引发自由基链式反应将有机物氧化降解，最后降解产物从催化剂表面脱附，扩散至溶液主体中。然而龙安泰不论催化剂具体以怎样的方式发生作用，非均相体系的催化剂表面大都要发生复杂的铁循环过程，以维持整个催化氧化反应的顺利进行，而起氧化作用的活性物种就在这一过程中产生。

会被氧化。

芬顿试剂是由过氧化氢和硫酸亚铁盐配成的氧化试剂过氧化氢和Fe(2+)(上标下同)反应形成氧化性极强的HO羟基自由基:Fe(2+)+HO:OH---→Fe(3+)+OH(-)+HO为芳香化合物的羟基化试剂：Ar→(H2O2+FeSO4)→ArOH可作醇等的氧化试剂、可用于醛糖的降级，生成少一个碳原子的醛糖，此法称为鲁夫-芬顿醛糖降级法。

芬顿氧化技术具有快速高效、可产生絮凝、设备简单、处理效果好等优点而得到了广泛的发展和应用。也正是由于芬顿氧化法的优良处理效果，在二价铁离子与双氧水的氧化体系技术原理基础上，发展起来了一系列的处理技术，如类芬顿氧化体系、电芬顿氧化体系、光芬顿氧化处理体系，取得了一定的处理效果。

但这些新型的芬顿反应体系的基本原理仍然是二价铁离子与过氧化氢反应产生羟基自由基。在此原理下，芬顿处理技术存在较大的问题在于铁泥产生量十分高，铁泥产生量高的原因在于反应体系中需要大量的亚铁盐作为反应试剂，而亚铁经过芬顿反应后生成三价铁，最终通过沉淀的形式排出而产生了大量的含铁铁泥;在芬顿体系中，每升废水中二价铁离子的投加量在几百甚至几千毫克，这些铁盐经过反应后成为三价铁，最终都需要通过沉淀的形式从系统中分离出来，从而使得芬顿氧化法产生的铁泥量十分高。

大量二价铁离子盐的投加不仅造成了最终铁泥量的增加，同时造成了运行成本的增加，提高了企业的负担。虽然目前有众多的学者也致力于研究无铁泥排放的芬顿氧化技术，如Nafion-Fenton法，但其材料昂贵，且本身还处于实验研究阶段，并没有大量的实际应用;也有利用电化学对芬顿铁泥进行再生利用的技术，如FSR(电芬顿铁还原)法。目前，FSR只是一个概念，还没有实际应用。

电芬顿技术原理如下：

芬顿试剂。传统芬顿工艺是添加芬顿试剂后发生反应进行处理废水的，而电芬顿是通过极板通电后极板本身产生的Fe2+和双氧水作为芬顿试剂的持续来源，生成羟基自由基进行去除有机物。

2H2O2。H2O2的来源是通过在阴极充氧或曝气的条件下，发生氧气的还原而生成的，Fe2+也可以通过阴极的还原反应得到。在酸性条件下，通过充氧或曝气的方法，氧气在阴极会发生2e还原反应，产生H2O2。在此过程中，氧气首先溶解在溶液中，然后在溶液中迁移到阴极表面，在那还原成H2O2。

3反应方程式：

产生羟基自由基的反应式：Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + OH- + ·OH

产生H2O2的反应方程式：O2 + 2H+ + 2e → H2O2

电芬顿的现场应用图

锰芬顿反应的原理如下：

1、在酸性条件下，过氧化氢（H2O2）和高锰酸钾（KMnO4）反应，生成锰离子（Mn2+）和氧气（O2），同时过氧化氢被分解成水（H2O）和氧气（O2），化学反应式是2KMnO4+5H2O2+6H+→2Mn2++5O2+8H2O。

2、在锰离子的存在下，过氧化氢会进一步被氧化分解成水，同时锰离子被氧化成二氧化锰（MnO2），化学反应式是2Mn2++2H2O2→2MnO2+2H2O。

我用过这个大概半年，处理效果确实非常好，当时是在印染厂处理印染废水，效果最好的时候处理效果几乎可以达到90%，虽然从去除效率上看并不是很大，但是那可是从800直接降低到70左右，但是这个在操作过程中，最难得是PH值的控制，首先

需要调节PH到酸性，加入fenton后再调节PH至8~9，这里不能调的太高，否则出水PH会超标，如果你能在沉淀出水后再调节PH的话，你可以在此将PH调节到9~10，这样去除效果会更好。对了，这个试剂的运行成本可是很高的，因为在PH调节过程中，为了不引入其他杂志，尽量用纯酸纯碱进行调节。这些价格可是不便宜，还有双氧水也很贵，你需要提前有个心理准备。呵呵，下面是我从百度百科中给复制的基本原理。你可以看看，如果还有其他不清楚的我你再接着说，我到现在对这个试剂都印象深刻，因为那时因为这个折腾的我好几个月没睡好觉。呵呵。

Fenton试剂是以亚铁离子(Fe2+)为催化剂用过氧化氢(H2O2)进行化学氧化的废水处理方法。由亚铁离子与过氧化氢组成的体系，也称芬顿试剂，它能生成强氧化性的羟基自由基，在水溶液中与难降解有机物生成有机自由基使之结构破坏，最终氧化分解。

　芬顿反应是以亚铁离子为催化剂的一系列自由基反应。主要反应大致如下： Fe2+ +H2O2==Fe3+ +OH-+HO· Fe3+ +H2O2+OH-==Fe2+ +H2O+HO· Fe3+ +H2O2==Fe2+ +H+ +HO2 HO2+H2O2==H2O+O2↑+HO· 芬顿试剂通过以上反应，不断产生HO·（羟基自由基，电极电势280EV，仅次于F2），使得整个体系具有强氧化性，可以氧化氯苯、氯化苄、油脂等等难以被一般氧化剂（氯气，次氯酸钠，二氧化氯，臭氧，臭氧的电极电势只有223EV）氧化的物质。

可以将当时很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态，氧化效果十分明显[1]。Fenton试剂是由H2O2和Fe2+混合得到的一种强氧化剂，特别适用于某些难治理的或对生物有毒性的工业废水的处理。

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