Pada masa ini, masalah alam sekitar China masih sangat ketara, yang telah menyekat pembangunan ekonomi negara saya secara serius dan peningkatan taraf hidup rakyat. Antaranya, bahan organik beracun sangat serius dalam mencemarkan alam sekitar. Bahan pencemar jenis ini mempunyai ciri-ciri pelepasan yang besar, pencemaran yang luas dan kesukaran dalam degradasi. Kawalan pencemaran mereka sentiasa menjadi topik yang pekerja alam sekitar bekerja keras untuk diterokai.
Apabila kita mengkaji dan menyelesaikan pencemaran alam sekitar, kita tidak boleh terus mengikut laluan penyelidikan negara luar. Kita harus mengambil laluan teknologi pengoksidaan termaju penggunaan rendah, kecekapan tinggi, pencemaran sifar dan pelepasan sisa sifar. Dapat dilihat bahawa mengkaji kaedah ideal yang bukan sahaja mengikut prinsip kimia hijau dan keperluan teknologi pengoksidaan moden, tetapi juga memenuhi keperluan keadaan negara China telah menjadi topik penyelidikan yang perlu diselesaikan dengan segera.
Oleh itu, teknologi pengoksidaan termaju menyelesaikan masalah pencemaran semula alam sekitar dalam proses rawatan pencelupan rumah dari sumber, dan merupakan kaedah ideal pilihan. Keupayaan pengoksidaan radikal hidroksil adalah sangat kuat (potensi pengoksidaan 2.80V), yang hampir bersamaan dengan kuasa pengoksidaan unsur fluorin. Ia adalah bahan dengan serangan tanpa selektif yang paling kuat.
Perkembangan sejarah
Hoigne et al. (1976), Anasta et al. (2000), Liang Hanwen et al. (2002) masing-masing mencadangkan konsep kimia hijau dan teknologi pengoksidaan termaju, yang merujuk kepada penjanaan radikal hidroksil (·OH) dan satu siri tindak balas rantai ·OH untuk menyerang bahan pencemar organik dalam air dan merendahkannya menjadi air, karbon dioksida dan garam bukan organik untuk mencapai sifar pelepasan pencemaran dan sifar pencemaran alam sekitar.
Pada tahun 2002, Zhong Li et al. mencadangkan idea untuk mengembangkan teknologi pengoksidaan canggih daripada rawatan air kepada rawatan pencemaran gas. Pada tahun 2007, Bai Mindong et al., pada tahun 2008, dan Pan Qiaoyuan et al., pada tahun 2009, menjalankan penyelidikan mengenai penyediaan radikal hidroksil gas dan penggunaannya dalam penyahsulfuran dan denitrifikasi dan mencapai kejayaan, yang seterusnya mengesahkan idea tentang Zhong Li et al.
Konsep asas
Teknologi pengoksidaan lanjutan (kaedah atau proses, dirujuk sebagai AOT atau AOP) merujuk kepada pengeluaran ·OH, dan pengeluaran ·OH mendorong satu siri tindak balas rantai ·OH, yang menyerang pelbagai bahan pencemar organik dan mikroorganisma dalam air, sehingga ia terdegradasi kepada CO2, H2O dan garam tak organik, dengan itu menyelesaikan masalah pencemaran alam sekitar secara asas dan mencapai pelepasan sifar pencemar dan sifar alam sekitar pencemaran.
Teknologi pengoksidaan lanjutan dibangunkan berdasarkan peningkatan berterusan kecekapan pengeluaran dan kecekapan aplikasi ·OH. Secara umumnya, proses yang boleh menghasilkan radikal hidroksil boleh dikelaskan sebagai proses pengoksidaan lanjutan, seperti proses pengoksidaan ozon (O3), proses pengoksidaan hidrogen peroksida (H2O2), proses pengoksidaan klorin dioksida (ClO2), proses penyinaran ultraungu (UV), ultrasonik. proses pengoksidaan, proses gelombang mikro, dll.
Proses pengoksidaan lanjutan mempunyai banyak kelebihan seperti keupayaan pengoksidaan yang kuat, julat aplikasi yang luas, keadaan operasi yang mudah dikawal dan keramahan alam sekitar.
Terangkan definisi
Radikal hidroksil (·OH) ialah bahan penulen pencemar semula jadi. Ia adalah oksidan yang kuat dengan fungsi yang kuat untuk membersihkan bahan pencemar tiruan.
Ia boleh membuang bahan pencemar di atmosfera yang lebih rendah dan menukarkannya kepada sebatian yang tidak berbahaya atau kurang berbahaya, memainkan peranan penulenan dan membantu membina semula lapisan ozon di stratosfera. Ia boleh mengeluarkan NOx, SO2, CH4 dan bahan-bahan lain di atmosfera.
Ia menyerang pelbagai bahan pencemar organik dan mikroorganisma dalam air dan merendahkannya kepada CO2, H2O dan garam tak organik. Dapat dilihat bahawa radikal hidroksil secara asasnya boleh menyelesaikan masalah pencemaran alam sekitar dan mencapai sifar pencemaran alam sekitar dan sifar pelepasan sisa.
Sifat asas
Radikal hidroksil mempunyai potensi elektrod pengoksidaan yang tinggi
Radikal hidroksil mempunyai potensi elektrod pengoksidaan yang lebih tinggi daripada beberapa oksidan kuat lain yang biasa digunakan. Oleh itu, ·OH ialah oksidan yang sangat kuat dan mempunyai sifat spektrum.
·Tindak balas kimia OH tergolong dalam tindak balas radikal bebas
. Kelajuan tindak balas kimia OH adalah sangat pantas. Pemalar kadar tindak balas bahan organik yang mengandungi ikatan CH dan CC kebanyakannya melebihi 109L/(mol·s), mencapai atau melebihi had kadar resapan [1010L/(mol·s)], iaitu 7 susunan magnitud lebih tinggi daripada tindak balas. pemalar kadar ozon.
Radikal bebas mempunyai keelektronegatifan atau elektrofilik yang tinggi
Afiniti elektron radikal hidroksil ialah 569.3kJ, yang mudah menyerang titik ketumpatan awan elektron tinggi, yang menentukan bahawa serangan ·OH mempunyai selektiviti tertentu.
Contohnya, untuk serangan ikatan CH alkohol, susunan aktiviti -H dan -H ialah Primer<>
Kereaktifan hidrogen boleh ditingkatkan oleh kumpulan penderma elektron bersebelahan ( -OH, -OR) dan amida N, dan dikurangkan oleh substituen yang sangat elektronegatif, dan ini juga berlaku untuk sebatian aromatik. Apabila terdapat kumpulan penderma elektron pada cincin aromatik, ketumpatan awan elektron pada cincin aromatik berkurangan, yang tidak kondusif untuk serangan ·OH, yang juga merupakan sebab mengapa nitrobenzene sukar untuk dioksidakan.
Masa tindak balas hidroksil ialah 10~14s
Masa tindak balas radikal hidroksil adalah kira-kira 1s; masa tindak balas untuk menghasilkan elektron terhidrat (es) ialah 10~12s; proses tindak balas biokimia ialah 1~10s. Lihat jadual di bawah:
·OH mendorong tindak balas radikal bebas
·OH, setelah terbentuk, akan mendorong satu siri tindak balas rantai radikal bebas, yang akan memusnahkan sepenuhnya atau hampir sepenuhnya bahan pencemar dan mikroorganisma, dan akhirnya merosot kepada CO2, H20 dan garam tak organik, tanpa sisa berbahaya dan toksik, dan mencapai sifar pencemaran dan sifar pelepasan sisa.
Radikal bebas bebas pencemaran
Hasil akhir radikal hidroksil berlebihan adalah H2O dan O2 bukan toksik.