Fenton反应

时间: 2025-05-16 15:42:43

Fenton反应是一种基于铁离子催化过氧化氢（H₂O₂）产生羟基自由基（·OH）的高级氧化技术，其核心机制与应用如下：

一、反应原理

链式反应启动‌

在酸性条件下（pH≈3），Fe²⁺催化H₂O₂分解生成·OH，反应式为：

Fe²⁺ + H₂O₂ → Fe³⁺ + OH⁻ + ·OH‌（氧化电位2.80V）

自由基扩增‌

·OH攻击有机物引发链反应，最终矿化为CO₂和H₂O

二、关键影响因素

pH值‌

最佳反应pH为2.5-3.5，酸性过强会抑制Fe³⁺还原为Fe²⁺

温度与浓度‌

升温（如40℃）可加速反应（对比实验A/B组）

Fe²⁺与H₂O₂摩尔比通常为1:5-1:10

三、应用领域

废水处理‌

降解印染、焦化废水中的难分解有机物（如酚类、硝基苯）

非均相光芬顿技术（如Cu基催化剂）可提升Cu²⁺/Cu⁺循环效率

医学与环保‌

化学动力学疗法（CDT）通过·OH杀伤癌细胞

土壤中微塑料与抗生素的去除

四、技术优缺点

优势‌ ‌局限‌

反应快（0.5-2小时） 需调节pH，产生铁污泥

无二次污染（产物为CO₂/H₂O） H₂O₂利用率低（<50%）

Fenton反应因其强氧化性成为环境治理与生物医学的重要工具，新型光芬顿体系正推动其效率突破。