环境化学受污染环境修复.ppt

* §7.3.2 高锰酸钾氧化法 1、性质简介 高锰酸钾是一种常用的氧化剂，高锰酸钾在酸性溶液中具有很强的氧化性，反应式为 MnO4- + 8H+ + 5e-= Mn2+ + 4H2O 其标准氧化还原电位为E0=1.51V。高锰酸钾在中性溶液中氧化性比在酸性溶液中低得多，反应式为 MnO4-+2H2O+3e-=MnO2+4OH- E0=0.588V §7.3 化学氧化技术 * §7.3.2 高锰酸钾氧化法 2、氧化有机污染物的机理 高锰酸钾参加氧化反应的机理相当复杂，且反应种类繁多，影响反应的因素也较多。对同一个反应，介质不同，其反应机理也可能不同。如高锰酸根离子与芳香醛的反应，在酸性介质中按氧原子转移机理，而在碱性介质中在按自由基机理进行；另外某一个反应有时也很难用单一的机理来说明，如高锰酸根离子与烃的反应，反应过程中发生了氢原子的转移，但产物却生成了自由基，故反应过程中又包含了自由基反应。 §7.3 化学氧化技术 * §7.3.3 臭氧氧化技术 1、性质简介 臭氧在常温常压下是一种不稳定、具有特殊刺激性气味的浅蓝色气体，臭氧具有极强的氧化性能，在酸性介质中氧化还原电位为2.07V，在碱性介质中为1.27V，其氧化能力仅次于氟，高于氯和高锰酸钾。基于臭氧的强氧化性，且在水中可短时间内自行分解，没有二次污染，因此是理想的绿色氧化剂。 §7.3 化学氧化技术 * §7.3.3 臭氧氧化技术 2、臭氧氧化有机污染物的机理 （1）臭氧分子直接氧化反应 臭氧分子的结构呈三角形，中心氧原子与其他两个氧原子的距离相等，在分子中有一个离域π键，臭氧分子的特殊结构使得它可作为偶极试剂、亲电试剂和亲核试剂。 （2）自由基反应 臭氧在碱性环境等因素作用下，产生活泼的自由基，主要是.OH自由基，与污染物反应。 §7.3 化学氧化技术 深度氧化技术（advanced oxidation process，AOP），是指在体系中能产生具有高度反应活性的自由基（如羟基自由基，?OH），充分利用自由基的活性，快速彻底地氧化有机污染物。该方法具有良好的应用前景。 * §7.3.4 过氧化氢及Fenton氧化技术 1、性质简介 过氧化氢是一弱酸性的无色透明液体，它的许多物理性质和水相似，可与水任意比例混合，过氧化氢的水溶液也叫双氧水。当过氧化氢的质量分数达到86%时，要适当进行其安全处理，防止爆炸。在处理污染物时，一般使用35%的过氧化氢。 §7.3 化学氧化技术 * §7.3.4 过氧化氢及Fenton氧化技术 1、性质简介 (1)过氧化氢单独氧化 ①产品稳定，储存时每年活性氧的损失低于1%； ②安全，没有腐蚀性，能较容易地处理液体; ③与水完全混溶，避免了溶解度的限制或排出泵产生气栓； ④无二次污染，能满足环保排放要求； ⑤氧化选择性高，特别是在适当条件下选择性更高。 §7.3 化学氧化技术 * §7.3.4 过氧化氢及Fenton氧化技术 2、反应路径及影响因素 （1） Fenton试剂 过氧化氢与亚铁离子结合形成的芬顿(Fenton)试剂，具有极强的氧化能力，其氧化机理主要是在酸性条件下，利用亚铁离子作为过氧化氢分解的催化剂，反应过程可以生成反应活性极高的氢氧自由基，其具有很强的氧化能力。氢氧自由基可进一步引发自由基链反应，从而降解大部分有机物，甚至使部分有机质达到矿化。 §7.3 化学氧化技术 过氧自由基反应的一般过程为： Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + HO? + OH- （1） Fe3+ + H2O2 → Fe2+ + HOO? + H+ （2） Fe2+ + HO? → Fe3+ + OH- （3） Fe3+ + HOO? → Fe2+ + O2 + H+ （4） Fe2+ + HOO? → Fe3+ + HO2- （5） HO? + H2O2 → HOO?+ H2O （6） HOO? + H2O2 → HO?+ H2O + O2 （7） §7.3 化学氧化技术 * §7.3.4 过氧化氢及Fenton氧化技术 2、反应路径及影响因素 （2）Fenton试剂 Fenton试剂是在酸性条件下发生作用的，因此对环境条件要求比较苛刻。下面是影响Fenton反应的主要条件。 A：pH的影响—酸性 ； B：H2O2