铁-多羧基有机酸光化学体系研究进展

铁-多羧基有机酸光化学体系在自然界中广泛存在,该体系可以由内源生成过氧化氢和羟基自由基,对研究有机污染物的归趋和治理具有重要意义。通过梳理近30年来有关该体系研究的代表性文献,从机理概述、均相体系研究进展、异相体系研究进展以及研究展望4个方面,系统总结了一些重要研究成果。从反应机理来看,吸附反应、光诱导反应、光链反应和有机物降解是该体系的重要反应过程,主要涉及配体和自由基的生成反应,以及铁的氧化还原循环反应。体系活性高低主要取决于多羧基有机酸铁配体的光化学活性大小。异相体系中,吸附态铁配体与溶解态铁配体共同参与光催化过程,对污染物的降解均有贡献。影响体系降解目标物的重要因素包括铁氧化物的种类和剂量、多羧基有机酸的种类和浓度、pH、光源波长和强度、氧气、金属离子、目标物的中间产物以及体系内活性物种的竞争反应等。其中,有机酸存在最佳浓度,铁氧化物存在最佳剂量,而有机酸最佳浓度与其在铁氧化物表面上的饱和吸附浓度密切相关。今后,基础研究方面需联合应用同位素示踪技术、穆斯堡尔谱、薄膜扩散梯度-荧光分析等先进实验技术,结合表面络合模型等才能取得重要突破;应用研究方面,构建适于实际工程运用的高效光化学反应器和废水处理集成工艺、重金属脱毒技术,扩展铁氧化物在土壤有机物降解及微生物燃料电池中的应用范围,是重要的扩展研究方向。