针对这一现象,一些学者提出了许多中间过程,归纳起来主要有几种:pH值在2.5一4.5之间时,低浓度的Fe2+主要以Fe(OH)(H20)52+的形式存在,这个反应的发生是H2O2在Fe2+的第一个配位体上发生了配位交换,随后发生了体内二电子的转移反应,生成F4+的复合物。Fe(oH)3(H2O)4+中间体继续反应并产生•OH,Fe(oH)(H2O)52+继续与H2O2:发生反应,使Fe2+得以循环。
2.2Fenton试剂在有机物中的反应机理研究
近年来,人们致力于研究芬顿试剂与有机物及其中间产物之间的反应规律;研究芬顿试剂对不同有机物的动力学,并建立了不同的动力学模型,这种研究指导了Fenion试剂的工业化应用。
探讨对芬顿试剂氧化氯酚的反应特征,主要研究pH、H202、Fe2+对反应的影响。在研究中发现,如果酸性太强,溶液中的H+浓度过高,过氧化氢以H3o2+稳定存在,而且有机物在强酸性环境中不易分解,Fe3+不能被顺利地还原成Fe2+,催化反应受阻。实验证明,反应受到自由Fe2+浓度的影响,Fe2+是产生•OH的关键因素。被芬顿试剂分解的小分子有机物,有一部分会加速分解,而另外一部分会和Fe2+形成稳定的化合物,很难被进一步降解,只要有H必:存在,有机物的降解反应便会继续下去。由实验结果得出pH=2-4时,有机物的降解速率发生在短短的几分钟之内,这个降解速率相对于氯酚浓度来说是一级反应,它的反应速率常数正比于Fe2+和过氧化氢的初始浓度。实验发现,反应受到中间有机产物的影响极大,因此动力学的研究应该考虑中间产物的影响。李玉明等对间硝基苯胺的动力学进行了研究,分别考察了H202浓度、Fe2+浓度、pH值、温度随时间的变化。该研究用一元线性回归的方法,对不同氧化降解时间后间硝基苯胺的残余浓度对反应时间的相关性进行了定量分析,发现间硝基苯胺的氧化降解符合一级动力学的模式,得到了该反应的表观速率常数和活化能。利用紫外光谱对机理研究发现,间硝基苯胺催化氧化过程中的主要中间产物应为戊烯二酸。由于经基自由基与间硝基苯胺的反应速率常数大于有机酸的反应速率常数10],根据化学动力学理论,在芬顿试剂催化降解反应中,当所投加的芬顿试剂剂量不足以完全氧化间硝基苯胺时,间硝基苯胺可被优先氧化降解去除,使降解反应终止于产酸阶段。因此,在实际的难降解工业废水处理中,可以根