电生羟基自由基在有机废水处理中的应用

化工纵横《Comments&ReviewsinC1I1》电生羟基自由基在有机废水处理中的应用张云山李日扬吴淮李红(华南师范大学化学系,广东广州510631)摘要羟基自由基(·OH)在废水处理中的应用近年来引起了越来越多研究者的浓厚兴趣。本文主要综述了羟基自由基在有机废水处理中的研究现状,介绍和评价了电Fenton法、电催化氧化法、半导体光电催化法产生·OH处理有机废水的原理及其应用,展望了今后其发展动向和前景。关键词有机废水处理电化学羟基自由基电Fenton试剂电解氧化半导体光电催化收稿日期:2004-11-04作者简介:张云山(1980～),男,学士,主要从事水处理研究方向;李红(1969～),女,博士,教授,从事电化学研究方向。ApplicationofElectrogeneratedFreeBydroxylRadicalsinOrganicWstewaterTreatmentZhangYunshanLiRiyangWuHuaiLiHong(DepartmentofChemistry,SouthChinaNormalUniversity,GuangdongGuangzhou510631)AbstractTheapplicationofelectrogeneratedfreehydroxylradical(·OH)inorganicwastewatertreatmenthasarousedwideinterestfrommoreandmoreinvestigatorsinthelastdecades.Inthispaper,therecentresearchprogressesof·OHasanoxidantfortreatingorganicwastewaterareintroduced.Themainprincipleandapplicationofelectrocatalyticoxidationelec2trogenerated·OHobtainedbyusingelectro-lentonreagent,andsemiconductorphotoelectrocatalyticmethodsinorganicwastewatertreatmentaresummarizedandassessed.Thedevelopingorientationandappliedprospectsarealsopresented.KeywordsOrganicwastewatertreatmentElectrochemistryFreehydroxylradicalElectro-fentonreagentElectrocatalyticoxidationPhotoelectrochemicalcatalysis羟基自由基(·OH)因其有极高的氧化电位(2.8V),其氧化能力极强,与大多数有机污染物都可以发生快速的链式反应,无选择性地把有害物质氧化成CO2、H2O或矿物盐,无2次污染[1]。目前国内外有不少研究者进行利用·OH处理有机废水的研究。产生·OH的途径较多,主要有Fenton法[2]、氧化絮凝法[3]、臭氧法[4]、超声降解法[5]和光催化法[6]。近年来应用电化学法产生·OH处理有机废水获得了较大的进展,在降解和脱色上卓有成效。1电Fenton法工艺上将Fe2+和H2O2的组合称为Fenton试剂。它能有效地氧化降解废水中的有机污染物,其实质是H2O2在Fe2+的催化下产生具有高反应活性的·OH。目前,Fenton法主要是通过光辐射、催化剂、电化学作用产生·OH。电Fenton法是H2O2和Fe2+通过电化学法持续地产生·OH[7],它比一般化学Fenton试剂具有H2O2利用率高、费用低及反应速度快等优点。应用电Fenton法产生·OH处理有机废水多数是—04—第19卷第6期2005年6月化工时刊ChemicalIndustryTimesVol.19,No.6Jun.6.2005以平板铁为阳极,多孔碳电极为阴极,在阴极通以氧气或空气。通电时,在阴阳两极上进行相同电化当量的电化学反应,在相同的时间内分别生成相同物质的量的Fe2+和H2O2,从而使得随后生成Fenton试剂的化学反应得以实现[8]。溶液的pH值对氧阴极还原获得H2O2的反应有很大的影响[9]。研究表明,溶液的pH值不仅对阴极反应电位和槽电压有影响,还将决定着生成H2O2的电流效率,进而影响随后生成·OH的效率及与有机污染物的降解脱色反应。Hsiao等[10]用石墨作阴极对酚和氯苯的氧化进行了研究,结果表明,该法对酚和氯苯的氧化处理比光Fenton法彻底。郑曦[11]等以可溶性铁为阳极,多孔石墨电极为阴极,Na2SO4为支持电解质,于电解现场产生Fenton