Fe_3_或Fe_2_均相催化H_2O_2生成羟基自由基的规律_高迎新 - 副本

Fe3+或Fe2+均相催化H2O2生成羟基自由基的规律高迎新1,2,张昱2,杨敏2＊,胡建英1(1.北京大学环境学院,北京100871;2.中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室,北京100085)摘要:利用电子自旋共振-自旋捕集技术(ESR)研究了不同条件下Fenton和类Fenton反应中羟基自由基的变化规律.结果表明,Fenton和类Fenton在起始反应阶段羟基自由基的生成速率都随着H2O2和Fe3+或Fe2+浓度的增大而增大,但Fenton反应在起始阶段羟基自由基生成速率显著高于类Fenton反应.Fenton反应pH在2.5～3.5,而类Fenton反应pH在2.8～3.0范围内有较高的自由基生成速率.起始反应完成后,反应过程中Fenton与类Fenton反应自由基的生成速率也存在显著差异.结果表明,两体系在反应起始和反应过程中都存在着机制的差异.关键词:Fenton反应;类Fenton反应;电子自旋共振;自旋捕集;羟基自由基中图分类号:X52文献标识码:A文章编号:0250-3301(2006)02-0305-05收稿日期:2005-01-27;修订日期:2005-03-27基金项目:国家自然科学基金青年基金项目(20207013);国家高技术研究发展计划(863)项目(2002AA601310)作者简介:高迎新(1968～),男,博士,研究方向为水处理技术.＊通讯联系人,E-mail:yangmin@mail.rcecs.ac.cnComparisonofHydroxylRadicalProductionRatesinH2O2SolutionunderHomogeneousCatalysisofFe3+orFe2+GAOYing-xin1,2,ZHANGYu2,YANGMin2,HUJian-yin1(1.CollegeofEnvironmentalSciencesofPekingUniversity,Beijing100871,China;2.StateKeyLaboratoryofEnvironmentalAquaticChemistry,ResearchCenterforEco-EnvironmentalScience,ChineseAcademyofSciences,Beijing100085,China)Abstract:Theproductionof·OHradicalswasinvestigatedbyusingtheelectronspinresonance(ESR)methodwith5,5-dimethyl-1-1pyrroline-1-oxide(DMPO)asspintrapreagent.ESRsignalscomposedof4lineswitha1∶2∶2∶1intensityratioindicatedtheformationof·OHradicalsintheFenton-likereaction.Forbothsystems,theproductionratesofhydroxylradicalsintheinitialstagewereconsiderablyhigh,andincreasedwithincreasingconcentrationsofH2O2andFe2+orFe3+.However,theradicalproductionrateinFentonreactionsystemwasmarkedlyhigherthanthatinFenton-likereactionundersimilardosingconditions.Thedifferencesofradicalproductionratesbetweenthereactionsystemsremainedevenintheslowreactionstage.TheoptimumpHrangesoftheproductionof·OHradicalsinFentonprocessandFenton-likeprocesswere2.5～3.5and2.8～3.0respectively.TheaboveresultsdemonstratethattheFentonsystemandFenton-likesystemarepossiblybasedondifferentreactionmechanisms.Keywords:Fentonreaction;Fenton-likereaction;electronspinresonance(ESR);spintrapping;hydroxylradical多数学者都认为Fenton和类Fenton体系都能通过H2O2的分解生成氧化能力很强的羟基自