Fenton实验步骤

芬顿(Fenton)试剂对有机污染物的化学降解是前景广阔的高级氧化技术，具有反应快、降解完全等优点：1、了解芬顿试剂氧化降解水中有机污染物（如亚甲基蓝、农药）的原理；2、熟悉芬顿试剂的制备、操作过程和影响因素。

实验原理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羟基自由基，其具有很强的氧化能力。

羟基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。

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+ + H OO• → Fe3+ + HO2- （5）HO• + H2O2 →HOO•+ H2O （6）HOO• + H2O2 →HO•+ H2O + O2 （7）反应体系十分复杂，其关键是通过Fe2+在反应中起激发和传递电子的作用，使链反应可以持续进行直至H2O2耗尽。

芬顿试剂降解有机物一般在酸性条件下进行，pH对降解影响大。

pH过高时，一是随着pH的升高，H2O2的稳定性降低，高pH会造成H2O2的分解；二是较高的pH对反应（1）的抑制作用，不利于HO•的产生，式（1）是产生HO•的主要反应；三是Fe2+易形成Fe(OH)3胶体或Fe2O3•nH2O无定形沉淀，导致体系的催化活性下降或消失。

pH过低时，H+是HO•的清除剂：H+ + HO• + Fe2+ = H2O + Fe3+，这也不利于HO•的产生。

另外，FeSO4和H2O2的量和配比也会影响芬顿试剂的氧化降解性能。

试剂与仪器1、亚甲基蓝固体2、亚甲基蓝操作液（50 mg/L） 1500mL3、30% (w/w) H2O2溶液，密度1.11g/mL4、七水硫酸亚铁固体 FeSO4. ．7H2O5、NaOH 溶液（1 mol/L）6、H2SO4溶液（1 mol/L）⏹分光光度计每组一台⏹pH计一台⏹比色管 9根每组⏹烧杯 250ml，5个每组；100ml，1个每组⏹容量瓶 1000ml一个每组，500ml二个每组⏹玻棒每组3根；计时器 1个每组⏹电子天平每组一台⏹量筒 100ml 一个每组⏹各类移液管等 1ml，5ml，10ml各一根每组⏹搅拌机 2台每组实验步骤–溶液配制稀释：把100mg/L的亚甲基蓝储备液稀释2倍至1000mL和500mL（选做部分）容量瓶中，获得50mg/L的亚甲基蓝操作液（自行计算）。

fenton反应
fenton反应也叫芬顿反应，是一种无机化学反应，过程是过氧化氢(H2O2) 与二价铁离子Fe2+的混合溶液将很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态。

反应具有去除难降解有机污染物的高能力，在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中有很广泛的应用。

2009年，芬顿试剂和反应还进入了安徽省的高考题（请见原题），以有机污染物浓度随时间的变化曲线表现芬顿反应的降解速率受溶液温度和pH影响的效果。

开放性的命题形式和前沿的知识情境在考查化学反应速率的同时，更强调了实验探究思维、变量控制方法和科学视野拓展的需要。

Fention试剂对有机污染处理的研究Fenton试剂氧化处理甲基橙模拟废水的实验设计方案专业：化学工程与工艺学生姓名：肖卓群班级：化本0902完成时间：2012/11/2小组成员：张国杰肖卓群陈海波胡亚杰摘要本实验以甲基橙作为底物，采用芬顿（Fenton）试剂进行催化氧化，综合Fe2+浓度、H2O2加入量和pH值对其的降解影响，实验表明：对50mg/L的亚甲基蓝溶液，在七水硫酸亚铁固体，30%H2O2溶液5g/L，pH值为3的反应条件下，反应时间6min，甲基橙降解率达到95%以上。

关键字：芬顿（Fenton）试剂；甲基橙；催化氧化；降解率；羟基自由基前言过氧化氢与催化剂Fe2+构成的氧化体系通常称为Fenton试剂。

在催化剂作用下，过氧化氢能产生两种活泼的氢氧自由基，从而引发和传播自由基链反应，加快有机物和还原性物质的氧化。

1894年，英国化学家H.J.H.Fenton首次发现有机物在(H2O2)与Fe2+组成的混合溶液中能被迅速氧化，并把这种体系称为标准Fenton试剂，可以将当时很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态，氧化效果十分明显。

Fenton试剂是由H2O2和Fe2+混合得到的一种强氧化剂，特别适用于某些难治理的或对生物有毒性的工业废水的处理。

由于具有反应迅速、温度和压力等反应条件缓和且无二次污染等优点，近30年来，其在工业废水的处理中的应用越来越受到国内外的广泛重视。

目录1 Fenton试剂概述 (5)1.1 试剂的来源 (5)1.2 试剂的分类 (5)1.3 试剂的作用原理 (5)2 实验部分 (7)2.1 水样选择 (7)2.2主要试剂仪器 (7)2.3 分析方法 (7)2.4 溶液的配制 (7)2.5 标准曲线的测定 (8)2.5.1最大吸收波长的测定 (8)2.5.2最佳反应时长 (9)2.5.3 H2O2的用量对甲基橙除去率的影响 (10)2.5.4 FeSO4•7H2O溶液的用量对甲基橙去除率的影响 (11)2.6 实验问题分析与总结 (12)2.6.1 问题分析 (12)2.10.2 实验总结 (12)3 实验心得与体会 (13)1 Fenton试剂概述1.1 Fenton试剂的来源19844年，H.J.Fenton首次发现Fe2+ 与H2O2 组成的混合液能迅速氧化苹果酸，并把这种混合体系称为标准Fenton试剂。

分光光度法测定fenton反应产生的羟基自由基
实验目的：通过分光光度法测定Fenton反应产生的羟基自由基的浓度。

实验原理：Fenton反应是一种产生羟基自由基的化学反应，其化学方程式为Fe2++H2O2→Fe3++OH-+•OH。

羟基自由基是一种高反应性的自由基，可以与某些有机分子发生反应，因此具有一定的毒性和活性。

分光光度法是一种测定物质浓度的方法，通过吸收光谱来测定物质的浓度。

实验步骤：
1.将一定量的FeSO4和H2O2混合在一起，形成Fenton试剂。

2.取一定量的Fenton试剂加入不同浓度的羟基自由基标准溶液中，形成反应液。

3.使用分光光度计测定反应液的吸光度，并绘制标准曲线。

4.取Fenton试剂加入产生羟基自由基的样品中，形成反应液。

5.使用分光光度计测定反应液的吸光度，并通过标准曲线计算样品中羟基自由基的浓度。

实验结果：通过分光光度法测定，得到不同浓度的羟基自由基标准曲线，计算出样品中羟基自由基的浓度为X mol/L。

实验结论：分光光度法可以用于测定Fenton反应产生的羟基自由基的浓度，为进一步研究羟基自由基在生物体内的作用提供了方法和依据。

敬请批阅。

试卷题目：使用分光光度法测定Fenton反应产生的羟基自由基的浓度，实验步骤有哪些？并简要说明实验原理和结论。

本实验所使用的碳纳米管是多壁CNTS，其中含有多种杂质如有机物等，故，先要对CNTS进行处理，以消除杂质，处理方法有两种即：浓硝酸处理法和Fenton 处理法。

1）浓硝酸处理碳纳米管①称量碳纳米管3g，量出浓硝酸300ml；②将CNTS和浓硝酸置于三口烧瓶，将烧瓶置于DHT型搅拌恒温电热套上；③加热至120℃，保温4小时；④处理的混合物倒入大烧杯，静置24小时；⑤抽滤，用去离子水进行抽滤；⑥干燥，将处理的碳纳米管放于干燥箱进行干燥；⑦装袋备用。

注意：浓硝酸具有强烈的腐蚀性，使用要小心，注意防护，加热过程中会释放出大量的NO和NO2，故，注意通风。

2）Fenton处理碳纳米管H2O2在Fe2+的催化作用下分解产生·OH,其氧化电位达到2.8V,是除元素氟外最强的无机氧化剂,它通过电子转移等途径将有机物氧化分解成小分子。

同时,Fe2+被氧化成Fe3+产生混凝沉淀,去除大量有机物。

可见,Fenton 试剂在水处理中具有氧化和混凝两种作用。

Fenton试剂在黑暗中就能降解有机物,节省了设备投资,缺点是H2O2的利用率不高,不能充分矿化有机物。

研究表明,利用Fe3+、Mn2+等均相催化剂和铁粉、石墨、铁、锰的氧化矿物等非均相催化剂同样可使H2O2分解产生·OH,因其反应基本过程与Fenton 试剂类似而称之为类Fenton体系。

如用Fe3+代替Fe2+,由于Fe2+是即时产生的,减少了·OH被Fe2+还原的机会,可提高·OH的利用效率。

若在Fenton 体系中加入某些络合剂(如C2O2-4、EDTA等),可增加对有机物的去除率。

当有光辐射(如紫外光、可见光)时,Fenton试剂氧化性能有很大的改善。

UV/Fenton法也叫光助Fenton法,是普通Fenton法与UV/H2O2两种系统的复合,与该两种系统相比,其优点在于降低了Fe2+用量,提高了H2O2的利用率。

这是由于Fe3+和紫外线对H2O2的催化分解存在协同效应。

一.实验目的1.了解Fenton试剂的性质2.了解Fenton试剂降解有机污染物的机理3.掌握fenton反应中各因素对对废水脱色率的影响规律二.实验原理Fenton试剂的氧化机理可以用下面的化学反应方程式表示：Fe2++ H2O2→Fe3++OH-+OH?OH?的生成使Fenton试剂具有很强的氧化能力，研究表明，在pH=4的溶液中，其氧化能力在溶液中仅次于氟气。

因此，持久性有机污染物，特别是芳香族化合物及一些杂环类化合物，均可以被Fenton试剂氧化分解。

本实验采用Fenton试剂试剂法处理甲基橙模拟染料废水。

配制一定浓度的甲基橙模拟废水，实验时取该废水于烧杯（或锥形瓶）中，加入一定量的硫酸亚铁，开启恒温磁力搅拌器，使其充分混合溶解，待溶解后，迅速加入设定量的H2O2，混匀，反应至所设定时间，用NaOH溶液终止反应，调节pH值为8-9，静置适当时间，取上层清夜在最大吸收波长A=465nm处测吸光度，色度去除率=（反应前后最大吸收波长处的吸光度差/反应前的吸光度）*100%。

三.仪器与试剂1.仪器（1）pH-S酸度计或pH试纸（2）721或722可见光分光光度计2.试剂（1）甲基橙（2）FeSO4?7H2O， H2O2（30%），H2SO4，NaOH均为分析纯。

四.实验步骤：1配置200mg/L的甲基橙模拟废水。

实验时，取200mg/L的甲基橙模拟废水200ml于烧杯（或锥形瓶）中，2.确定适宜的硫酸亚铁投加量。

具体做法如下：甲基橙模拟废水的浓度为200mg/L，H2O2（30%）投加量为1mL/L，水样的pH 值为4.0-5.0，水样温度为室温时，投加不同量的FeSO4?7H2O（投加量分别为20 mg/L，60 mg/L，100 mg/L，200 mg/L，300 mg/L）进行脱色实验，反应时间为60min。

通过此实验，确定出FeSO4?7H2O的最佳投加量。

3.确定适宜的H2O2（30%）投加量。

最终版--芬顿试剂实验方案．芬顿试剂氧化技术应用实验一、实验目的：1、探究对芬顿试剂氧化能力的影响因素2、确定其最佳氧化条件。

二、实验原理：由亚铁离子与过氧化氢组成的体系，称为芬顿试剂，它能生成强氧化性的羟基自由基，在水溶液中与难降解有机物生成有机自由基使之结构破坏，最终氧化分解。

芬顿反应是以亚铁离子为催化剂的一系列自由基反应。

主要反应大致如下：2+3+-+HO·+HO==Fe +OHFe 223+ +HO+OH-==Fe2++H2O+HO·Fe 223+2++ +HO2 O +H==Fe Fe+H22HO2+HO==HO+O↑+HO·2222芬顿试剂通过以上反应，不断产生HO·（羟基自由基，电极电势2.80EV，仅次于F2），使得整个体系具有强氧化性，可以氧化氯苯、氯化苄、油脂等等难以被一般氧化剂（氯气，次氯酸钠，二氧化氯，臭氧，臭氧的电极电势只有2.23EV）氧化的物质。

根据上述Fenton试剂反应的机理可知，OH ·是氧化有机物2+-]决定了OH、]O、的有效因子，而[Fe][H[OH·的产量，因而决22定了与有机物反应的程度。

．影响该系统的因素包括溶液pH值、反应温度、HO投加量及22投加方式、催化剂种类、催化剂与HO投加量之比等。

22三、实验装置设备与药品试剂：装置与设备：1、锥形瓶；2、pH 计；3、容量瓶；4、烧杯；5、可见分光光度计；6摇床振荡器；7、电加热器；实验药品与试剂：1、FeSO.7HO；2、HO(30%)；222423、甲基橙印染废水样品；4、稀硫酸;5、蒸馏水水样的选着：实验室采用浓度为50mg/L的甲基橙水溶液作为模拟有机废水。

选择甲基橙水溶液作模拟有机废水的原因，只采用甲基橙成分单一，而且甲基橙属于分析纯，相对于工业级的染料能更准确更容易地把握反应的规律和本质。

甲基橙操作液的配置：称取0.05g无水甲基橙固体，定容到1000ml的容量瓶即得所需50mg/L 操作液现配现用。

fenton 氧化法
Fenton氧化法是一种常见的环境污染物处理方法，用于降解有机物、去除重金属等。

它基于Fenton反应，即过氧化氢（H2O2）与过渡金属离子（通常是Fe2+）在适宜的条件下反应生成高活性的羟基自由基（·OH），从而实现有机物的氧化降解。

Fenton氧化法的具体步骤包括：
1. 在反应系统中加入适量的过氧化氢和过渡金属离子（通常是Fe2+），形成Fenton试剂。

2. 调节反应条件，如控制反应pH值、温度等，以保证反应的高效进行。

3. Fenton试剂会产生高活性的羟基自由基（·OH），这些自由基能够与有机物分子发生反应。

4. 羟基自由基的反应会导致有机物的氧化降解，将其转化为较小的无害物质，如二氧化碳、水等。

5. 反应结束后，通过适当的处理（如沉淀、过滤等）将产生的沉淀物与液相分离，从而实现污染物的去除。

Fenton氧化法具有操作简单、效果明显、适用范围广等优点，常用于处理废水、土壤等环境中的有机污染物。

然而，该方法也存在一些问题，如产生的沉淀物需要进一步处理、反应过程中产生的氧化剂对环境有一定的影响等。

因此，在实际应用中，需要综合考虑各种因素，选择适合的氧化方法。

类Fenton实验方案
一最佳mol比实验探究
1 取废水样6*500mL到1-6标号的烧杯中，调节六联搅拌机为30min*220rad/min。

2 1-6号各投加30%的双氧水amL（合2amL/L）七水合硫酸亚铁的投加量按下表
注：Mol比为4:6.5时，0.4mL的双氧水对应的七水合硫酸亚铁的量为1.788g，mol比的计算可以按照这个比例推算
3配制0.1%(或者0.2-0.3%)的PAM溶液，
4待搅拌反应完成后，从搅拌机上取下，测混合液的pH，记录。

曝气30min后测量pH，如pH小于6，则用20%的NaOH将pH调到6以上。

放到搅拌机上，调节搅拌机程序1：2 min*220rad/min,2:8 min*70ad/min。

向正在快速搅拌的混合液中加入PAM。

加入量视情况而定，以半管为梯度值往上添加。

5搅拌完成后取下，静置后取上清液测COD。

二最佳加药量实验探究
1 取废水样6*500mL到1-6标号的烧杯中，调节六联搅拌机为60min*220rad/min。

2 1-6号各投加30%的双氧水和七水合硫酸亚铁的投加量按下表投加
三成本核算
30%的双氧水密度为1.1g/mL，按每吨1200元计算（注意重量和体积的换算）。