电芬顿与光芬顿环境应用研究进展

第47卷第1期2018年1月当代化工ContemporaryChemicalIndustryVO]．47．NO．1January，2018电芬顿与光芬顿环境应用研究进展刘晓成，魏建宏，周耀渝，张嘉超，罗琳(1湖南农业大学资源环境学院，湖南长沙410128；2．湖南农业大学生物科技学院，410128)摘要：对电芬顿和光芬顿在污水处理领域应用做J，说明，简要介绍了光芬顿与电芬顿原理。以国外前沿领域热门的抗生素等有机污染物为基础，提出光电技术与芬顿法的结合在废水处理领域的优势以及优化手段，对今后光、电芬顿相关研究拓宽思路。关键词：光芬顿；电芬顿；机理；环境应用中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1671—0460(2018)01—0128-04ResearchProgressinEnvironmentalApplicationofElectro．．FentonandPhoto．-FentonLIUXiao—cheng，WEIJian．hong，ZHOUYao-yu，ZHANGJia—chao，LUOfin(1。CollegeofResourcesandEnvironment，HunanAgriculturalUniversity，HunanChangsha410128，China：2．CollegeofBioscienceandBiotechnology,HunanAgriculturalUniversity,HunanChangsha410128，China)Abstract：TheapplicationofElectro—Fenton(EF)andPhoto—Fenton(PF)inthefieldofwastewatertreatmentwasdescribed．ThemechanismsofEFandPFwerecompared．Throughanalyzingtheorganicpollutionofdye，nitro—phenolandantibiotics，theadvantageofintroducingoptoelectronictechnologyintotheFentonprocessforwastewatertreatmentwaspointedout，andoptimizationwayswereintroduced．Keywords：Electro--Fenton；Photo--FentomMechanism；Environmentalapplication随着废水中持久性有机污染物(POPs)的降解的发展，高级氧化技术(AOPs)在水处理领域逐渐占据重要的地位。其中电芬顿(EF)和光芬顿(PF)处理技术是最为热门的两大类处理技术，各有独立的研究，又有光电结合的研究。PF技术除了通过传统光催化中使用的半导体，还可以通过使用非均相催化剂，引入先进光源，加入配体进一步提升。对EF除了可以通过改变电极材料，一样可以使用非均相催化剂进行强化。高级氧化技术可以和好氧生物处理法结合，提高其可生化性，对其机理研究可以探求最优化的反应条件，与先进的材料技术结合可以提高研究深度。1电芬顿与光芬顿反应机理传统的芬顿反应是通过Fe与过氧化氢反应生成羟基自由基，而类芬顿法中可以用Fe和cu代替Fe加速过氧化氢的分解。相比传统芬顿法，光芬顿反应不但加速了反应过程，还不会有额外的能量损耗，因此成为近年的研究热点，光芬顿可分为直接光催化和间接光催化法。⋯直接光催化法通过特定波长的可见光或紫外光对有机物直接降解，也可以使用半导体材料生成电子空穴对，结合电子捕获剂，利用空穴的氧化性来降解有机物。。间接氧化法是光源参与Fe的光还原过程生成Fen，再通过芬顿反应产生羟基自由基来实现有机物的降解。『3在最新的研究中，电芬顿反应主要体现在三个部分，阳极上发生的异构自由基的生成，阴极上的过氧化氢生成，以及本体溶液中的芬顿反应。其中相比其他涉及羟基自由基的高级氧化技术，EF最大的优势是不需要添加额外的过氧化氢。过氧化氢性质常温常压下不稳定，投加过程中还要考虑与亚铁离子的摩尔比，极易造成浪费或投加量不够的情况。EF原位生成过氧化氢和铁离子还原同步在阴极进行，如使用碳毡作为阴极，铁离子的还原过程可在瞬间完成。同时，高效的阳极材料可以极大的提升电流效率，例如掺硼金刚石(BDD)，铂(Pt)，性稳型阳极(DSA)等材料都可以生成异构自由基来强化电芬顿反应。其中BDD阳极由于其特殊的sp3／sp2杂化比，是目前最为高效的电芬顿阳极材料，但过于高昂的价格使得BDD一直没有被推广。除了传统研究中pH，反应物和催化剂投加量等影响因素，电催化反应中有的两个竞争反应。阳极的氧再生反应以及阴极的析氢反应都会造成不必要的电量损失，需要针收稿日期：2017-05—19