电Fenton技术的研究现状及应用进展赵庆良

Fenton，，，（，，150090）［］Fenton（H2O2）Fe2+（·OH），Fenton。Fenton、，。，、；Fe、CuCe。、Fenton。［］Fenton；；；［］X703.1［］A［］1005-829X（2018）02-0006-06Researchstatusofelectro-FentontechnologyanditsapplicationprogressZhaoQingliang，HuangHuibin，DingJing，WangSining（NationalKeyLaboratoryofUrbanWaterResourceandEnvironment，SchoolofEnvironment，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150090，China）Abstract：Refractoryorganicwastewaterhasbeentreatedbytheelectro-Fentontechnologybymeansofusinghydroxylradical（·OH）whichwasformedthroughthereactionofhydrogenperoxide（H2O2）producedin-situandFe2+.Cathodematerialisthekeyfactorforrealizingthehighlyefficienttreatmenteffectofelectro-Fenton.Theprinciples,classifica-tionandapplicationofelectro-Fentonareintroducedbriefly,andtheresearchprogressinnon-metallicandmetalcathodematerialsareelaborated.Non-metallicmaterialsmainlyusecarbonaceousmaterialascarriersandmainlydopedwithnitrogen,boronandsulfuronthesurface.ThemetalmaterialsmainlyincludeFe,Cu,Ce,etc.Toobtainhighlyefficientandinexpensivecathodematerialisoneofthefutureresearchdirectionofelectro-Fentontechnology.Keywords：electro-Fenton；hydroxylradicals；cathodematerials；wastewatertreatment，。、、，、、、。，，，、。Fenton、、、、〔1〕。FentonH2O2Fe2+·OH，〔2〕。FentonFe2+H2O2，H2O2，，〔3〕。FentonFenton〔4〕，H2O2。Fenton，，·OH，、，，，〔5〕。1Fenton1.1FentonFentonFe2+H2O2Fenton〔6〕。Fenton〔7〕2（ORR）H2O2；Fe2+H2O2，·OH；Fe3+Fe2+，Fenton，Fe2+；·OH，CO2H2O，。（1）～（5）。［］（2016DX05）；（LBH-Z16073）38220182IndustrialWaterTreatmentVol．38No．2Feb.，20186O2+2H++2e-→H2O2（1）Fe2++H2O2→Fe3++·OH+OH-（2）Fe3++e-→Fe2+（3）RH+·OH→（4）+·OH→CO2+H2O+（5）1.2FentonH2O2Fe2+，Fenton4：Fenton-、Fenton-、Fenton-H2O2、Fenton--H2O2〔8〕。Fenton-H2O2Fe2+，Fenton〔（2）〕。Fenton，Fe3+Fe2+〔（3）〕，Fe2+，Fenton，。Fenton-，，H2O2。FeFe2+，H2O2Fenton·OH，。（6），（7）。FentonFe2+，，，，H2O2。Fe-2e-→Fe2+（6）H2O2-4e-→O2+4H+（7）Fenton-H2O2Fe2+，H2O2O22〔（1）〕，Fe2+〔（3）〕。H2O2，，H2O2。Fenton--H2O2，，Fe2+H2O2。FeFe2+，O22H2O2。Fenton-Fenton-H2O2，，，H2O2Fenton。，FentonH2O2，，。H2O2Fenton。2FentonFenton·OH，H2O2。H2O2（pH、O2、、）。，H2O2（8），H2O2〔（9）〕，H2O2〔（10）（11）〕。，H2O2，，〔7〕。2H2O2→O2（g）+2H2O（8）H2O2+2H++2e-→2H2O（9）H2O2→HO2·+H++e-（10）HO2·→O2（g）+H++e-（11）2.1pHpHFenton〔5〕。，4〔（12）〕，Fe2+、Fe3+，Fenton。，2〔（1）（13）〕；，〔（8）（9）〕，H2O2。，pHH2O2，。O2+H2O+4e-→4OH-（12）2H2O+2e-→H2+2OH-（13）M.Diagne〔8〕-Fe3+Fenton（MP），，pH=3，。〔9〕Fe+PAN-CFBFenton（MB），，pH，pH3，610nm665nm，400~500nm700~800nm，。2.2，H2O2。O2，，，2，H2O2。（GDEs）（14），HO2-OH-。，O2，H2O2，Fenton；，Fe2+Fe3+，·OH，。O2+H2O+2e-→HO2-+OH-（14）2018-02，38（2），：Fenton7W.S.Chen〔10〕，Fenton，TOC。0.1L/min0.2L/min，TOC，H2O2。，。J.F.Perez〔11〕，。Fenton，GDEsH2O2。，3hH2O2300g/m3。2.3Fenton，H2O2，Fenton--H2O2Fe2+，Fenton。，FentonH2O2，，〔（15）（16）〕，〔12〕。〔13〕Fenton，48mA/cm2，H2O2，，H2O2。2H2O-4e-→O2+4H+（15）2H2O+2e-→H2+2OH-（16）2.4H2O2，Fenton。、Pt、Pd、、（ACF）、（RVC）、（CNT）〔5〕。、、。，Fenton、。H2O2，，，，。。2.4.1，。Fenton，H2O2。、、。，，，，H2O2。。，、、〔14〕。NC，，2，。，N。，-N、-N、-N4，。，。V.Perazzolo〔15〕NS，、、，，，TOC67%，。ORR。〔16〕，，，。1。2.4.2，FentonH2O2。ORR，。Fe3+/Fe2+、Cu2+/Cu+、Co3+/Co2+、Ce、PdFenton。FentonH2O2。E.Brillas〔24〕，Cu2+/Cu+Fe3+/Fe2+Fenton。Cu+（17）·OH，（18）Fe2+，（2）·OH。YuhuiLin〔25〕/（Co9S8/PGC），Co2+Co3+PGC，。M.H.M.T.Assumpcao〔26〕Ce，，Ce，，2。2018-02，38（2）81（MC），、、，NSN，SFenton，TOC67%（NF），（NCNT）（PTEF），（CNT）（PTEF）PtFenton，H2O2307mg/L，TOC62.61%，（GF），Pt，，900℃、N23hPtFenton（DMP），0.0753min-1，5，-，60℃6h，150℃2hFenton79.2%，（CNT），180℃，2h；、；80℃12h，DMP0.0322min-1，、、14、19、54，，0.5h；（ACF）8h，100℃24h，250℃2h，600℃N23h，1.0g，90.7%N-MC，S-MCN，S-MC〔15〕NCNT/NF/CNT〔17〕PANI@GF〔18〕〔19〕N-G@CNT〔20〕ACF@N-OMC〔21〕85℃，4h，115℃，75℃；N23h，，Fenton92.1%Fe@C-BN〔22〕ACF〔23〕，KOH，N2FentonH2O2，DMP10H2O2+Cu+→Cu2++·OH+OH-（17）Cu++Fe3+→Cu2++Fe2+（18）FentonH2O2。M.H.M.T.Assumpcao〔26〕Ce，，CeO2。〔27〕H2O2，CeO2，，H2O2，，。HongyingZhao〔28〕FeCuC，CO2、N2。CO2，N2，。2。2Co9S8/PGC〔25〕，CoCl2，60℃12h，N22h，，Ti/IrO2/RuO2Fenton，120min89.1%，480min84.3%CeO2/C〔26〕，60℃，，N2、400℃2hH2O2108mg/L330mg/L，〔27〕5%CeCl324h，500℃N22hFenton，20min96.8%，133.2%FeCuC〔28〕，、、、、，，，950℃4h，850℃CO22h，950℃N21h82%，98%，pH3~9Pd-Fe/〔29〕，Pd、Fe，，，60℃12hPd-Fe/4-，98%3Fenton，，、。Fenton，。3.1COD、、、〔30〕，。Fenton·OH，，，。M.Panizza〔31〕Pt、Fenton，，，COD90%。H.Roth〔32〕、Pt/IrO2FentonAR14，，，，CODTOC50%70%。3.2，，，、〔33〕，，Fenton。S.Mohajeri〔34〕Fenton，，pH=3，n（H2O2）/n（Fe2+）=1，COD2018-02，38（2），：Fenton994.07%95.83%。H.A.Aziz〔35〕Fenton，，Fenton、，99.9%。3.3，、、、，，。，。，Fenton。G.Asgari〔36〕Fenton，，，H2O2150mg/L，。QianTang〔37〕Fenton，，，，94.31%。4Fenton，·OH，，。，、、、，。，pH、H2O2。Fenton：（1）Fenton。FentonFentonFentonpH〔38〕。（2）、、H2O2。H2O2，，；H2O2，，，、、，，H2O2；，。（3）FentonUV/、、〔39〕。，Fenton。［1］，，.［J］.，2011，31（5）：9-12.［2］，.［J］.，2016（11）：38-41.［3］，.［J］.，2004，23（6）：253-256.［4］NidheeshPV，GandhimathiR.Trendsinelectro-Fentonprocessforwaterandwastewatertreatment：Anoverview［J］.Desalination，2012，299（4）：1-15.［5］BrillasE，SiresI，OturanMA.Electro-Fentonprocessandrelatedele-ctrochemicaltechnologiesbasedonFenton’sreactionchemistry［J］.ChemicalReviews，2009，109（12）：6570-6631.［6］，，，.Fenton［J］.，2008，27（5）：660-665.［7］SiresI，BrillasE，OturanMA，etal.Electrochemicaladvancedoxida-tionprocesses：Todayandtomorrow.Areview［J］.EnvironmentalSci-ence＆PollutionResearch，2014，21（14）：8336-8367.［8］DiagneM，OturanN，OturanMA.RemovalofmethylparathionfromwaterbyelectrochemicallygeneratedFenton’sreagent［