Tour de réaction Fenton

Chapitre 1 la théorie

Les processus d'oxydation avancés sont définis comme produisant un grand nombre de processus radicalaires Oh qui utilisent des radicaux libres hautement actifs pour attaquer et réagir avec la matière organique macromoléculaire, endommageant ainsi la structure moléculaire de l'agent d'huile afin d'éliminer la matière organique par oxydation et d'obtenir un traitement d'oxydation efficace.
La méthode Fenton présente une sélectivité marquée dans le traitement des eaux usées contenant des composés organiques hydroxylés. Le type de substituant hydroxyle, le nombre d'hydroxyles, la position de substitution hydroxyle, la longueur de la chaîne principale et la saturation de la chaîne principale ont tous des effets différents sur l'efficacité du traitement par Fenton. Les résultats expérimentaux montrent que les hydroxyles monophénoliques ont un effet promoteur sur la réaction de Fenton, tandis que les hydroxyles monophénoliques ont un fort effet inhibiteur sur celle - ci; Son effet sur la réaction de Fenton diminue progressivement lorsque le nombre d'atomes de carbone est le même et que le nombre d'hydroxyles ne diminue pas simultanément avec l'augmentation du nombre d'hydroxyles; Plus il y a d'atomes de carbone dans la chaîne principale du monoalcool saturé, plus son effet inhibiteur sur la réaction de Fenton est prononcé; L'effet de l'insaturation de la chaîne principale sur la réaction de Fenton est également différent, le traitement par la méthode de Fenton des composés hydroxyles insaturés aliphatiques est peu efficace, tandis que le traitement oxydatif des composés hydroxyles benzéniques est bon; La longueur de la chaîne est différente du nombre d'hydroxyles alcooliques et, avec la croissance de la chaîne principale et l'augmentation du nombre d'hydroxyles, son effet inhibiteur sur la réaction de Fenton diminue avec elle, montrant un bon effet de dégradation oxydative. La quantité de radicaux hydroxyles produits dans différents systèmes peut être utilisée pour déterminer directement l'effet inhibiteur et le degré d'inhibition du substrat sur le réactif de Fenton. Le réchauffement pulsé a un effet stimulant sur l'effet oxydant du réactif Fenton à température ambiante, et plus la fréquence de chauffage est élevée, plus l'effet est prononcé.

Chapitre 2 le principe de Fenton

Lorsque Fenton a découvert le réactif de Fenton, on ne savait pas exactement quel oxydant avait un tel pouvoir oxydant en réagissant avec le peroxyde d'hydrogène et les ions ferriques divalents. Plus de 20 ans plus tard, on a émis l'hypothèse que des radicaux perradicalaires avaient été produits dans la réaction probable et que, grâce à la décomposition efficace de H2O2 en présence du catalyseur Fe3 + (Fe2 +) pour produire des radicaux perradicalaires (·oh) avec un fort pouvoir oxydant et une forte électronégativité ou électrophilie (capacité d'affinité électronique 569,3 kJ), ·oh peut oxyder les polluants organiques qui dégradent les masses d'eau, les minéralisant finalement en petites molécules telles que C02, H20 et sels inorganiques. On a calculé qu'en solution à pH = 4, le potentiel d'oxydation de - Oh peut atteindre 2,73 V et que son pouvoir oxydant est le deuxième plus élevé en solution après celui de l'acide fluorhydrique. Par conséquent, les réactifs habituels ont du mal à oxyder les matières organiques persistantes, en particulier les composés aromatiques et certains composés hétérocycliques, dont la grande majorité des réactifs de Fenton peuvent être dégradés de manière oxydative de manière non sélective.
En ce qui concerne le mécanisme de réaction des réactifs de Fenton, une étude suggère que les réactions entre les substances inorganiques, telles que Fe2 +, Fe3 +, H202, · Oh, ho2 · et 02 - ·, sont présentes dans le système réactionnel général de Fenton. L'étude mécaniste de cette partie de la réaction a été réalisée principalement à l'aide d'agents de capture chimiques et d'instruments analytiques avancés, les recherches se concentrant principalement sur la production d'espèces oxydantes dominées par des radicaux à 9 radicaux ou des radicaux alcoxy, ou sur la production d'espèces oxydantes transitoires à prix élevé centrées sur le fer. Ces dernières années, les chercheurs ont découvert que le viscal peut être utilisé comme agent de capture des radicaux libres pour capturer les radicaux ho2 ·. Dans le même temps, la réaction compétitive du radical - Oh n'affecte pas la capture du radical ho2. Sur la base de ces résultats, les chercheurs ont proposé des mécanismes de production de radicaux libres et d'oxydants à haute énergie, qui sont également des arguments mécanistes plus matures pour la réaction de Fenton. Cependant, jusqu'à présent, il y avait beaucoup de questions à étudier sur des aspects tels que la morphologie présente dans la réaction après l'oxydation du fer. En réponse à ce phénomène, certains chercheurs ont proposé un certain nombre de processus intermédiaires, généralement de plusieurs types: à des pH compris entre 2,5 et 4,5, de faibles concentrations de Fe2 + sont principalement présentes sous la forme de Fe (OH) (H20) 52 +, et cette réaction se produit lorsque H2O2 subit un échange de coordination sur le premier Ligand de Fe2 +, suivi d'une réaction de transfert de diélectrons in vivo qui génère un complexe de Fe. L'intermédiaire Fe (OH) 3 (H2O) 4 + continue de réagir et de produire · Oh, et Fe (OH) (H2O) 52 + continue de réagir avec H2O2: permettant au Fe2 + de circuler.

Chapitre 3 la tour d'oxydation Fenton

Ces dernières années, notre Division s'est consacrée à l'étude des lois de réaction entre le Fenton et la matière organique et ses produits intermédiaires; La dynamique de Fenton sur différentes matières organiques a été étudiée et différents modèles cinétiques ont été établis. Cette recherche a conduit à la maturité de notre technologie d'oxydation sphington. Notre Division a développé l'équipement de tour d'oxydation Fenton. L'appareil peut traiter la plupart des eaux usées organiques difficiles à dégrader, telles que les cyanures, les Phénols, les eaux usées de colorant, les intermédiaires de colorant ou les eaux usées d'adjuvant de colorant, les eaux usées de pesticide (glyphosate), les eaux usées de cokéfaction, les lixiviats d'ordures, etc.
Voici un exemple de notre étude sur les effluents chlorophénoliques difficiles à dégrader avec la tour d'oxydation Fenton. Caractérisation de la réaction de l'oxyde de chlorophénol de sphington, en étudiant principalement l'effet du pH, H202, Fe2 + sur la réaction. Dans les études, il a été constaté que si l'acide est trop fort, la concentration en H + dans la solution est trop élevée, le peroxyde d'hydrogène est stable dans h3o2 + et la matière organique ne se décompose pas facilement dans un environnement fortement acide, Fe3 + ne peut pas être réduit en Fe2 + en douceur et la réaction catalytique est bloquée. Il a été démontré expérimentalement que la réaction est influencée par la concentration de Fe2 + libre, un facteur clé dans la production de · Oh. La petite molécule de matière organique décomposée par Fenton, dont une partie accélère la décomposition et dont une autre forme un composé stable avec le Fe2 +, est difficile à dégrader davantage et la réaction de dégradation de la matière organique se poursuit tant que le H + est présent. À pH = 2 - 4, la vitesse de dégradation de la matière organique se produit en quelques minutes, ce qui est une réaction de premier ordre par rapport à la concentration de chlorophénol, et sa constante de vitesse de réaction est directement proportionnelle aux concentrations initiales de Fe2 + et H202. Il a été constaté expérimentalement que la réaction est fortement influencée par les produits organiques intermédiaires, de sorte que l'étude de la cinétique devrait tenir compte de l'influence des produits intermédiaires. La cinétique de la m - Nitroaniline a été étudiée par les techniciens de notre division, qui ont examiné séparément la concentration en H202, la concentration en Fe2 +, le pH et la température au fil du temps. L'étude a utilisé la méthode de régression linéaire univoque pour analyser quantitativement la corrélation entre les concentrations résiduelles de métanitroaniline après différents temps de dégradation oxydative et le temps de réaction, et a constaté que la dégradation oxydative de la métanitroaniline était conforme au modèle de la cinétique du premier ordre, ce qui a donné la constante de vitesse apparente et L'énergie d'activation de cette réaction. Une étude mécaniste utilisant la spectroscopie UV a révélé que le principal produit intermédiaire dans le processus d'oxydation catalytique de la m - Nitroaniline devrait être l'acide pentènedioïque. Comme la constante de vitesse de réaction du radical transradicalaire avec la m - Nitroaniline est supérieure à celle de l'acide organique, la m - Nitroaniline peut, selon la théorie de la cinétique chimique, être éliminée par dégradation oxydative préférentielle dans une réaction de dégradation catalytique par le réactif de Fenton lorsque la dose de réactif de Fenton ajoutée n'est pas suffisante pour oxyder complètement la m - Nitroaniline, de sorte que la réaction de dégradation se termine par la phase acidogène. Ainsi, dans le traitement réel des eaux usées industrielles difficiles à dégrader, il est possible d'utiliser la méthode d'oxydation par réactif de Fenton comme méthode de prétraitement des eaux usées difficiles à dégrader telles que la m - Nitroaniline, selon les besoins, offrant de bonnes conditions de réaction pour le traitement biochimique ultérieur. Cependant, lorsque le réactif Fenton est ajouté en grandes quantités, il est possible de dégrader davantage les acides organiques intermédiaires, en produisant des composés de petites molécules jusqu'à ce qu'ils se dégradent en dioxyde de carbone et en eau. L'étude de la dynamique de la réaction du réactif Fenton avec la matière organique permet de comprendre le processus de réaction de la matière organique dans le réactif Fenton, de rechercher des temps de séjour réactionnels appropriés et des constantes de progression et de vitesse de la réaction, fournissant une base solide et une expérience de l'effet de traitement de Notre équipement de tour d'oxydation sphington.

Chapitre 4 les avantages de la tour d'oxydation Fenton

(1). Le radical hydroxyle (·oh), une espèce active à l'état intermédiaire produite par le système Fenton, a un potentiel d'électrode oxydante plus élevé que les autres oxydants. C'est - à - dire une capacité d'oxydation plus forte, le réactif n'a pas de toxicité, le système homogène n'a pas d'obstruction à la transmission de la qualité, l'opération est simple et l'investissement est faible.
(2) le radical hydroxyle (·oh), l'espèce active à l'état intermédiaire produite par le système Fenton, est un oxydant puissant dont le potentiel d'oxydation de l'électrode (e) est de 2,80 V, ce qui le place juste après F2 parmi les oxydants connus.
(3) le radical hydroxyle (·oh), une espèce active à l'état intermédiaire produite par le système Fenton, a une électronégativité ou une affinité électronique plus élevée (569,3 kJ) et attaque facilement les points à forte densité de nuage d'électrons, tandis que l'attaque du radical hydroxyle a une certaine sélectivité.
(4) le radical hydroxyle (·oh), une espèce active à l'état intermédiaire produite par le système Fenton, a également un effet additif qui se produit lorsqu'il existe une double Liaison carbone - carbone, à moins que la molécule attaquée ne possède une liaison hydrocarbonée très réactive.