羟基自由基(·OH)的特性及其在光化学氧化中的反应机理.pdf
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1、作者简介: 李灵香玉 (1983-) , 男, 浙江绍兴人, 电子邮箱: IIxy831025 , 联系电话: 13588087916 或 0571-88811635, 通讯地 址: 浙江省杭州市教工路 149 号浙江工商大学 255 信箱, 邮编: 310035 收稿日期: 2006-03-27 环环环环环环环环环环保保保保保保保保保保与与与与与与与与与与三三三三三三三三三三废废废废废废废废废废利利利利利利利利利利用用用用用用用用用用 羟基自由基 ( OH) 的特性及其在光化学氧化中的反应机理 李灵香玉, 马香娟 (浙江工商大学食品生物与环境工程学院, 浙江 杭州310035) 摘要: 概述
2、了羟基自由基 ( OH) 区别于普通化学氧化剂的一系列特性, 并通过对 UV/ H2O2、 UV/ O3、 UV/ H2O2/ O33 种不同系统光化学氧化技术中羟基自由基反应机理的分析以及三者之间的相互比较, 阐明了羟基自由基在光 化学氧化技术领域的重要性。 关键词: 高级氧化技术; 羟基自由基; 特性; 光化学氧化; 反应机理 中图分类号: X 703文献标识码: A 文章编号: 1671-9905 (2006) 08-0027-03 近年来, 制药和精细化工工业迅猛发展, 大量高 浓度难降解有毒有害有机废水的有效处理成为人们 关注的课题之一。水质污染的主要矛盾已从耗氧物 质和生物污染转化
3、为化学物质污染。面对大量可生 化性差, 相对分子质量从几千到几万的化学污染物 质, 传统处理工艺效果已不明显, 此时, 以湿式氧化、 光化学氧化、 超声技术、 电化学氧化等为代表的高级 氧化技术 (Advanced Oxidation TeclnoIogies, AOT) 的开 发与应用, 为高浓度难降解废水处理提供了新的思 路。 高级氧化技术最显著的特点是以羟基自由基 ( OH) 为主要氧化剂与有机物发生反应, 通过不同 途径产生羟基自由基, 生成的羟基自由基再诱发一 系列的自由基链反应, 几乎无选择地直接攻击水体 中的各种污染物, 直至将污染物降解为 CO2 、 H 2O 和 其他矿物盐,
4、 整个过程不产生任何有毒有害的残留 物, 实现零污染物、 零废物排放。光化学氧化作为高 级氧化技术的一部分, 主要是通过氧化剂在紫外光 的辐射下产生氧化能力较强的自由基而进行的, 根 据氧化剂种类的不同, 可以分为 UV/ H2O2、 UV/ O3及 UV/ H2O2/ O3等系统, 它们都是通过产生羟基自由基 来对有机污染物进行彻底的降解, 因此深入研究羟 基自由基的反应机理具有重要意义。 1羟基自由基 ( OH) 的特性 1.1具有高的氧化电极电位 羟基自由基的标准电极电位与其他强氧化剂的 比较见表 1 1。表中数据表明, 羟基自由基的氧化 电极电位明显高于其他一些常用的强氧化剂, 因此,
5、 羟基自由基具有很强的氧化性。 表 1 羟基自由基 ( OH) 的标准电极电位与其它强氧化剂比较 氧化剂方程式 氧化还原 电位 / V OH OH + H+ e = H2O 2.80 O3O3+ 2H+ 2e = H2O + O22.07 H2O2H2O2+ 2H+ 2e = 2H2O1.77 MnO4 - MnO4 - + 8H+ 5e = Mn2 + 4H2O1.52 CIO2CIO2+ e = CI-+ O21.50 CI2CI2+ 2e = 2CI-1.36 1.2反应速率快 羟基自由基非常活泼, 与大多数有机污染物反 应的速率常数在 106 1010moI - 1L s- 1 2,
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- 羟基 自由基 OH 特性 及其 光化学 氧化 中的 反应 机理
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