非均相类芬顿技术及催化剂的发展

非均相类芬顿技术及催化剂的发展

非均相类芬顿技术

工业生产过程中排放的废水，尤其是含有有机污染物的废水，如化工、制药、印染等行业的废水，具有高浓度、难降解的特点。传统的物理、化学和生物方法常常难以有效处理此类废水。高级氧化法（AOPs）是通过生成具有高氧化性的活性自由基（·OH、·O₂等）可以将抗生素等有机污染物降解为CO₂、H₂O和矿化物。

非均相类芬顿技术，作为高级氧化技术的一种，在传统芬顿技术上进行了改进，因其处理效率高、成本相对低廉以及工业化应用的便利性，正逐渐成为废水深度处理领域的主要方法之一。

一、传统工艺弊端Process Drawbacks

芬顿氧化法作为一种先进的氧化技术，在处理难降解有机污染物方面展现了良好的效果。其原理是通过双氧水在二价铁作用下产生具有强氧化性的羟基自由基(·OH)来降解废水中的有机污染物，但其应用仍面临以下问题：

 1、铁离子的稳定性问题：铁离子容易发生沉淀，特别是在废水中存在较高浓度的磷酸盐、碳酸盐等时，容易形成不溶性铁化合物，降低反应速率；

 2、对pH值要求较高：通常需在pH为24的酸性条件下运行；

 3、污泥处理二次污染：芬顿反应中所使用的亚铁会产生氢氧化铁等二次污染物，造成二次污染，增加处理成本。

二、技术概念Technical Concepts

定义：非均相类芬顿是指将原本游离于溶液中的Fe离子固相化，制备成金属、铁氧化物、铁负载型和铁掺杂类的固体催化剂，利用这些固体催化剂与过氧化氢（H2O2）反应，产生具有强氧化性的羟基自由基（·OH）或其他活性氧化物种，从而降解水中的有机污染物。

1.特点：

pH响应范围宽：相比传统的均相芬顿反应，非均相类芬顿在更宽的pH范围内都能有效工作。

2.不产生铁泥：由于Fe离子被固相化，因此不会生成大量的铁泥，减少了二次污染的风险。

3.易于固液分离和可循环利用：固体催化剂易于从反应体系中分离出来，且可以重复使用，降低了处理成本。

三、核心催化剂Core Materials

杰尧科技自主研发双金属类芬顿催化剂，使其具有高活性和良好的化学稳定性，可利用材料不同组分间具有不同的氧化还原电位的金属调控催化剂的活性位点的组分之间协同。

 

产品优势：

1、金属离子之间的相互作用使得可以增加催化表面电子转移速率，可以产生更多的活性位点，从而使得催化活性得到提高。

2、该催化剂为磁性材料，反应结束后对于催化剂的回收是十分有必要的，以免对于水体造成二次污染。

3、可以通过自发的氧化还原过程促进金属离子的再生，产物和H2O2反应产生的·OH可以氧化降解各种有毒和难生化降解的有机物，从而达到去除污染物的目的，使催化剂呈现出较高的催化活性。

四、技术新发展Development direction

关于非均相类Fenton技术的研究主要集中在非均相催化剂的制备和反应体系的转变两个方面。

非均相催化剂的研究重点主要围绕在含过渡金属离子催化剂的制备上，反应体系的转变的研究重点主要是围绕氧化剂的转变以及反应条件的改变(例如引入电、光)，以上研究均不同程度的解决了均相Fenton体系中存在的问题，具有实际研究意义。