Университет Сычуани: Fenton-подобный процесс Fe(III)/Fe(IV) очищает сточные воды при нейтральном pH без шлама
Исследователи Сычуаньского университета использовали гидролиз Fe(III) для активации пероксимоносульфата, избежав кислой среды и железного шлама обычного процесса Фентона.
Группа из Государственной ключевой лаборатории гидравлики и горного речного строительства и Китайско-германского центра исследований воды и здоровья при Сычуаньском университете (Чэнду, Китай) описала Fenton-подобный процесс окисления, которому не нужна кислая среда и который не даёт железного шлама. Авторы — Шо Чэнь, Янь Чжан, Шуан Мэн, Пэн Чжоу и Бо Лай. Работа опубликована в Nature Communications 6 ноября 2026 года nature.com
Nature Communicationsnature.comОткрыть источник ↗. По данным авторов, процесс разработан для нейтральных условий и применён для обработки реальных сточных вод.
Гидролиз Fe(III) и активация пероксимоносульфата
Авторы исходят из ограничений обычного процесса Фентона на основе циклической пары Fe(II)/Fe(III). Он работает только в узком кислом диапазоне pH и даёт избыток железного шлама, поскольку Fe(III) медленно восстанавливается.
Вместо того чтобы ускорять это восстановление, команда использовала собственный гидролиз Fe(III) для регулирования его гидроксильной координации. В таком состоянии Fe(III) активирует пероксимоносульфат (PMS) и разлагает загрязнители. Теоретические и экспериментальные результаты, сообщают авторы, показывают, что гидроксильная координация ускоряет перенос электронов от Fe(III) к PMS. Это снижает энергетический барьер одновременного образования Fe(IV) и сульфатного радикала.
Цикл Fe(III)/Fe(IV) и оценка процесса
Затем Fe(IV) окисляет загрязнители и возвращается в Fe(III). По данным авторов, эта редокс-пара Fe(III)/Fe(IV) поддерживает реакцию и приводит к полному разложению PMS nature.com
Nature Communicationsnature.comОткрыть источник ↗. Поскольку железо циклически переходит между этими двумя состояниями, процесс не зависит от восстановления Fe(III) до Fe(II).
На этой основе группа создала Fenton-подобный процесс с циклом Fe(III), который работает в нейтральных условиях. Его применили к реальным сточным водам, и железный шлам при этом не образовался.
Авторы также провели технико-экономический анализ и оценку жизненного цикла. По их данным, результаты подтверждают лучшую экономическую эффективность и экологическую устойчивость по сравнению с обычным процессом Фентона. Работа представлена как способ обеззараживания и очистки воды, не зависящий от кислого pH и не дающий железного шлама. Численных значений эффективности разложения, дозы реагентов и стоимости в материале нет.
