Fenton(中文譯為芬頓)是為數(shù)不多的以人名命名的無機化學反應之一。1893年,化學家FentonHJ發(fā)現(xiàn),過氧化氫(H2O2)與二價鐵離子的混合溶液具有強氧化性,可以將當時很多已知的有機化合物如羧酸、醇、酯類氧化為無機態(tài),氧化效果十分顯著。
但此后半個多世紀中,這種氧化性試劑卻因為氧化性極強沒有被太多重視。但進入20世紀70年代,芬頓試劑在環(huán)境化學中找到了它的位置,具有去除難降解有機污染物的高能力的芬頓試劑,在印染廢水、含油廢水、含酚廢水、焦化廢水、含硝基苯廢水、二苯胺廢水等廢水處理中體現(xiàn)了很廣泛的應用。
當芬頓發(fā)現(xiàn)芬頓試劑時,尚不清楚過氧化氫與二價鐵離子反應到底生成了什么氧化劑具有如此強的氧化能力。二十多年后,有人假設可能反應中產(chǎn)生了羥基自由基,否則,氧化性不會有如此強。因此,以后人們采用了一個較廣泛引用的化學反應方程式來描述芬頓試劑中發(fā)生的化學反應:
Fe2++H2O2→Fe3++(OH)-+OH·①
從上式可以看出,1mol的H2O2與1mol的Fe2+反應后生成1mol的Fe3+,同時伴隨生成1mol的OH-外加1mol的羥基自由基。正是羥基自由基的存在,使得芬頓試劑具有強的氧化能力。據(jù)計算在pH=4的溶液中,OH·自由基的氧化電勢高達2.73V。在自然界中,氧化能力在溶液中僅次于氟氣。因此,持久性有機物,特別是通常的試劑難以氧化的芳香類化合物及一些雜環(huán)類化合物,在芬頓試劑面前全部被無選擇氧化降解掉。1975年,美國著名環(huán)境化學家WallingC系統(tǒng)研究了芬頓試劑中各類自由基的種類及Fe在Fenton試劑中扮演的角色,得出如下化學反應方程:
H2O2+Fe3+→Fe2++O2+2H+②
O2+Fe2+→Fe3++O2-③
可以看出,芬頓試劑中除了產(chǎn)生1摩爾的OH·自由基外,還伴隨著生成1摩爾的過氧自由基O2·,但是過氧自由基的氧化電勢只有1.3V左右,所以,在芬頓試劑中起主要氧化作用的是OH·自由基。
芬頓(fenton)反應原理
過氧化氫(H2O2)與二價鐵離子Fe^2+的混合溶液具有強氧化性,可以將當時很多已知的有機化合物如羧酸、醇、酯類氧化為無機態(tài),氧化效果十分明顯。此后半個多世紀中,人們對這種氧化性試劑的應用報道不多,關鍵是它的氧化性極強,一般的有機物可完全被氧化為無機態(tài).
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