强电场电离产生羟基自由基 黄宇 S1409024
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基于羟基自由基(ho·)和硫酸根自由基(so4·-)的高级氧化技术的研究摘要近几十年中,高级氧化技术具有反应速度快、处理效率高、适用范围广、无二次污染等优点,常被广泛用于去除水体中的新兴有机污染物。
但水体中含有溴离子时,基于臭氧或过硫酸盐氧化过程会产生具有致癌作用的溴酸盐。
文中阐述了臭氧氧化、臭氧/H2O2、催化臭氧氧化、UV/臭氧、UV/TiO2、过硫酸盐法等基于羟基自由基(·OH)或硫酸根自由基(SO4·-)的高级氧化技术在产生与控制溴酸盐方面的作用机理及应用现状,提出了高级氧化过程中控制溴酸盐生成这一领域未来的研究方向及需要解决的问题。
研究亮点1、综述了基于羟基自由基(·OH)或硫酸根自由基(SO4·-)的高级氧化技术在产生与控制溴酸盐方面的作用机理及应用现状;2、提出高级氧化过程中控制溴酸盐生成这一领域未来的研究方向;3、提出高级氧化过程中控制溴酸盐生成需要解决的问题。
传统水处理工艺主要以除浊杀菌为主,对近年来水体中的一些微污染物如药品、个人护理产品(PPCPs)和内分泌干扰物(EDCs)等去除能力有限,如何有效去除难降解有机物已经成为水处理的热点问题。
而高级氧化技术(AOPs)为解决传统工艺处理效果不佳的问题提供了新的方法,其定义由Glaze等首先提出,即以反应中产生的羟基自由基(·OH)为主要氧化剂,氧化分解和矿化水中有机污染物的方法。
目前,研究较多的AOPs主要有Fenton氧化法、臭氧类氧化法、过硫酸盐法、光催化氧化法、超声氧化法等。
AOPs虽然可以有效降解有机污染物,但氧化过程中产生的副产物限制了其应用。
其中,溴酸盐引起了强烈关注,《饮用水水质准则》第4版和美国环保署的《安全饮用水法》将其列为2B级的潜在致癌物,在饮用水中最高允许含量为10μg/L。
研究还发现溴酸盐和有机卤代消毒副产物之间的协同作用增加了含溴水的毒性。
强电离放电羟基自由基降解有机废气VOCs 实验研究作者:朱颖依成武刘莎莎王慧娟李珏来源:《科教导刊·电子版》2017年第13期摘要低温等离子体法(NTP)被认为是目前降解挥发性有机气体(VOCs)很有前途的方法。
本文以乙酸乙酯、异丙醇为目标污染物,采用强电离放电低温等离子体技术,分析了电压、频率以及气体初始浓度等对有机气体的降解效率影响规律。
实验结果表明,电压在4.5kV、频率为5.71kHz时,初始浓度为1500mg/m3的乙酸乙酯降解率可达85%,初始浓度为2400mg/m3的异丙醇降解率可达87%,从而表明强电离放电产生高浓度OH·可有效无害化降解VOCs。
关键词低温等离子体 VOCs 强电离放电羟基自由基降解中图分类号:X505 文献标识码:A世界卫生组织(WHO)对挥发性有机物的定义为:熔点低于室温、沸点小于260℃,常温下饱和蒸气压大于70.91Pa、并以气态形式存在于空气中的一类化合物的总称。
VOCs具有种类多、分布广、毒性大、浓度低等特点。
目前已鉴定出的有300 多种,最常见的有苯、乙酸乙酯、丙二醇、甲苯、甲醛等。
随着工业发展和人们生活水平提高,石油化工、污水及垃圾处理、油漆喷涂等行业及生活中汽车发动机尾气都是VOCs的主要来源,且排放量日益增加。
因此,近年来有机废气的治理技术得到了大量的研究,在传统技术不断发展的基础上,深入研究低温等离子体法等新兴技术。
本文简单总结了已有的VOCs治理技术,以异丙醇、乙酸乙酯为实验对象,分析强电离放电实验过程与结果,并对VOCs治理技术发展进行了展望。
1传统技术常见的VOCs处理技术可以分为回收类技术和销毁类技术两大类。
回收类技术主要有吸附法、吸收法、生物膜分离法以及冷凝法;销毁技术主要包括燃烧法、生物处理法和低温等离子体法。
吸附技术是利用具有大比表面积的多孔状结构吸附剂对污染物进行吸附,利用固体表面的分子吸收力与化学键力将污染物浓缩吸附在固体表面上,达到气相分离的效果。
电催化阳极反应生成羟基自由基的方程式下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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羟基等自由基杀灭医疗废水中病菌的实验研究作者:徐欣彭鸿彬吴清森依成武刘苹萱来源:《科学导报·科学工程与电力》2019年第14期【摘 ;要】本文采用强电离放电产生的羟基(·OH)等自由基处理含病菌的医疗废水,考察了大肠杆菌及枯草芽孢杆菌的初始浓度、·OH浓度、循环流量等单因素对·OH降解细菌的影响。
实验结果表明:随着循环流量的增加,细菌杀灭率增加,但5L/min 后对其影响不大;·OH 浓度的增加,细菌的杀灭率迅速提高;随着菌液初始浓度增加,其杀灭速率减小,但18min后可几乎完全降解所有病菌;增加反应时间,细菌杀灭率明显增大。
在循环流量10L/min,反应温度25℃,羟基溶液浓度2.25mg/L,大肠杆菌菌液浓度3.68×106cfu/mL,枯草芽孢杆菌菌液浓度4.56×106cfu/mL时,杀灭率高达100%。
【关键词】羟基自由基;医疗废水;大肠杆菌;枯草芽孢杆菌;杀灭率中图分类号:X505 ; 文献标识码:A引言医疗废水中含有大量的病原细菌,其具有空间污染、急性传染和潜伏性传染的特征。
由于没有严格的制度,我国的一般医院很少对有毒有害污水污物进行分离。
很多病毒源携带着大量的致病菌通过冲洗水进入下水道,如果直接混入市政排水管网将给生活污水的处理带来巨大的困难,且医疗废水中的病菌环境理化因素抵抗力强,在天然环境中的存活率较高,因此,医疗废水必须经过单独的消毒处理除去有毒有害成分。
由于受经济条件的限制,我国很难在大范围内建立完整独立的有毒有害污水污物处理系统,那么医疗污水的处理就成为一个严重的问题[1]。
高级氧化技术是以产生·OH为主要氧化剂的绿色氧化技术,·OH具有氧化能力极强,使水中有机物完全降解,且反应速度快、不产生二次污染等优点[2]。
本文以大肠杆菌和枯草芽孢杆菌代表细菌繁殖体和细菌芽孢作为研究对象,采用大气压强电场电离放电产生高浓度·OH进行去除医疗废水中细菌的研究,通过单因素静态杀菌和动态杀菌的方法来考察不同条件下羟基自由基对细菌杀灭效果的影响,这些不同条件包括循环流量、羟基自由基浓度、初始含菌量等,为该方法的工业化应用提供依据。
羟基自由基高级氧化技术应用进展综述引言:随着环境污染和水资源短缺问题的日益突出,高级氧化技术作为一种新型的处理方法逐渐受到广泛关注。
其中,羟基自由基高级氧化技术作为一种强氧化剂,具有高效、无毒、无二次污染等优点,被广泛应用于水处理、废气处理、vOCs降解等领域。
本文将综述羟基自由基高级氧化技术的应用进展,包括其原理、机制,以及目前所取得的成果和存在的问题。
一、羟基自由基高级氧化技术原理与机制羟基自由基高级氧化技术是指利用强氧化性的羟基自由基反应剂,对污染物进行氧化降解。
该技术主要采用光催化、超声波、电化学等方式产生羟基自由基,并与污染物发生反应,使其降解为无毒、无害物质。
1.1 光催化产生羟基自由基光催化是利用光能激发半导体材料上的电子,产生羟基自由基进行氧化反应的过程。
光催化产生羟基自由基的机制主要包括光致电子空穴对的生成、光生电子和空穴的分离以及单个电子转移等。
1.2 超声波产生羟基自由基超声波在液体中产生空化现象,在空化时产生高温、高压、高速的气液界面,进而引发气体的爆炸反应,生成羟基自由基。
超声波产生羟基自由基的机制涉及气液界面反应、高温高压效应以及超声波物理效应等方面。
1.3 电化学产生羟基自由基电化学方法通过施加电场、电压或电流的方式,在电极表面产生羟基自由基。
电化学产生羟基自由基的机制包括电离电解、电极电化学反应以及电场效应等方式。
二、羟基自由基高级氧化技术在水处理中的应用2.1 有机化合物的降解羟基自由基高级氧化技术在水处理中广泛应用于有机化合物的降解。
有机物是水体中的主要污染源之一,含有毒性或难降解的物质。
羟基自由基具有强氧化性,能够将有机物降解为无害的物质,缓解水体的污染。
2.2 微污染物的去除微污染物是指一些难以降解、难以去除的低浓度污染物。
羟基自由基高级氧化技术能够对微污染物进行高效降解,包括抗生素、杀虫剂、药物等微量有机物。
因此,该技术被广泛应用于饮用水、污水处理厂等场合,提高了水资源的安全性和水质的可靠性。
羟基自由基详细资料大全羟基自由基(—OH)是一种重要的活性氧,从分子式上看是由氢氧根(OH¯)失去一个电子形成。
羟基自由基具有极强的得电子能力也就是氧化能力,氧化电位2.8eV。
是自然界中仅次于氟的氧化剂。
2019年4月,复旦大学魏大程课题组开发出一种基于内剪下反应的石墨烯场效应电晶体感测器,实现了对羟基自由基的检测。
基本介绍•中文名:羟基自由基•外文名:Hydroxyl radical•分子式:(-OH)•制取 ... :高级氧化法制取 ... ,电Fenton法,电解氧化法,半导体电催法,光电催化法,检测 ... ,研究方向,套用领域,制取 ...电Fenton法工艺上将Fe 2+和H 2O 2的组合称为Fenton试剂。
它能有效地氧化降解废水中的有机污染物,其实质是H 2O 2在Fe 2+的催化下产生具有高反应活性的·OH。
Fenton法主要是通过光辐射、催化剂、电化学作用产生·OH。
利用光催化或光辐射法产生·OH,存在H 2O 2及太阳能利用效率低等问题。
而电Fenton法是H 2O 2和Fe2+均通过电化学法持续地产生,它比一般化学Fenton试剂具有H 2O 2利用率高、费用低及反应速度快等优点。
因此,通过电Fenton法产生·OH将成为主要途径之一。
套用电Fenton法产生·OH处理有机废水多数是以平板铁为阳极,多孔碳电极为阴极,在阴极通以氧气或空气。
通电时,在阴阳两极上进行相同电化当量的电化学反应,在相同的时间内分别生成相同物质的量的Fe 2+和H 2O 2,从而使得随后生成Fenton试剂的化学反应得以实现。
溶液的pH值对氧阴极还原获得H 2O 2的反应有很大的影响。
研究表明,溶液的pH值不仅对阴极反应电位和槽电压有影响,还将决定着生成H 2O 2的电流效率,进而影响随后生成·OH的效率及与有机污染物的降解脱色反应。
西北师范大学硕士学位论文接触辉光放电等离子体产生的羟基自由基的检测及其在聚合反应中的应用姓名:吴建林申请学位级别:硕士专业:分析化学指导教师:高锦章;杨武2008-06摘要低温等离子体技术是上世纪后期出现的一种新型水处理技术, 即在常温常压下,通过非法拉第电解可以产生大量活性粒子,如羟基自由基(·OH)(标准氧化电位为2.80V),以及紫外线和冲击波,对水体中的污染物有很强的破坏作用。
该类报道甚多,相对而言,对于活性粒子的测定研究较少。
本文的目的之一就是研究辉光放电电解等离子体中羟基自由基的测定方法; 同时研究了自由基引发的聚合反应,合成高分子阻垢剂。
结果表明,所建立的分析方法和合成方法均有实际应用价值。
论文由五章组成:第一章介绍了等离子体的基本概念,综述了羟基自由基的检测方法和应用范围、自由基引发阻垢剂合成的现状, 最后,简要介绍了实验中用到的正交实验方法。
第二章以水杨酸为捕获剂,采用高效液相色谱检测了接触辉光放电产生的羟基自由基,在体系pH值为3.2的条件下,考察了放电电压和溶液电导率对辉光放电等离子体中产生的羟基自由基浓度的影响,并半定量地计算了辉光放电电解过程中羟基自由基的产量与实验条件之间的关系。
第三章对辉光放电等离子体技术引发合成高分子聚合马来酸酐-丙烯酰胺共聚物阻垢剂进行了研究, 借助正交设计法,考察了原料浓度、电压、后聚合时间等因素对聚合物分子量、阻垢率的影响。
第四章对辉光放电等离子体技术引发合成高分子聚合马来酸酐-丙烯酸共聚物阻垢剂进行了研究, 借助正交设计法,考察了原料浓度、电压、后聚合时间等因素对聚合物分子量、阻垢率的影响。
第五章对辉光放电等离子体技术引发合成高分子聚合马来酸酐-丙烯酸-丙烯酰胺共聚物阻垢剂进行了研究, 借助正交设计法,考察了原料浓度、电压、后聚合时间等因素对聚合物分子量、阻垢率的影响。
关键词:辉光放电等离子体;羟基自由基;高分子聚合;阻垢剂AbstractThe low-temperature plasma in aqueous solution is one of the emerging technologies for water-treatment which appeared in the early 1980's. It has received extensive attention in many fields in the world, due to its high degradation efficiency, instrumental simplicity, and amenability to the environment. It is worth notice that there are a lot of energetic species such as hydroxyl radical, caused by contact glow discharge plasma. So far, very few papers deal with the determination of hydroxyl radical yielded in the CGDE process. Thus, one of our purposes is to find a convenience method to detect hydroxyl radical in quantity. And then, an approach to initiate some polymerization was also discussed in detail. .This paper includes five chapters:Chapter 1 gives a review on the low temperature discharge plasma, the determination of hydroxyl radical and its application to the polymerization. In addition, the arithmetic of orthogonal design was also described in brief.Chapter 2 examines the effect of some of variable parameters, such as discharging voltage and electric conductivity, on the yield of hydroxyl radical during the glow discharge process at the solution pH value of 3.2, and semiquantitatively observes the relationship between output of hydroxyl radical and influencing factors.Chapter 3 studies the polymerization of maleic anhydride, acrylamide. The effects of applied voltage, concentration of reactants, time of polymerization on molecular weight of scale inhibitor.Chapter 4investigates the polymerization of maleic anhydride, acrylic acid. The effects of applied voltage, concentration of reactants, time of polymerization on molecular weight of scale inhibitor.Chapter 5 researches the polymerization of maleic anhydride, acrylic acid, acrylamide. The effects of applied voltage, concentration of reactants, time of polymerization on the molecular weight of scale inhibitor .Keywords: glow discharge plasma; hydroxyl radical; macromoleclar polymer;scale inhibitor.独创性声明独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
羟基等自由基降解饮用水中苯酚的实验研究作者:郭若军徐欣彭鸿彬依成武王慧娟来源:《科学与财富》2019年第18期摘要:论文采用强电离放电产生的羟基(·OH)等自由基处理含苯酚(C6H6O)饮用水,考察了苯酚的初始浓度、·OH比值浓度、温度、时间等单因素对·OH降解苯酚的影响。
实验结果表明:苯酚的初始浓度为0.492mol/L时,溶液中苯酚几乎可以被完全降解,随着苯酚初始浓度增加,其降解率减小;·OH比值浓度的增加,苯酚的降解率迅速提高;不同温度的影响实验表明,在14~32℃时,温度对降解率的影响较小,各温度下降解速率较接近,但升高反应温度也能提高降解率;增加反应时间,苯酚的降解率明显增大。
在苯酚浓度为0.984mg/L,·OH比值浓度为2.54mg/L,温度22.8℃,pH值为7.2的条件下,废水中苯酚的质量浓度从0.984mg/L降至0.02mg/L,降解率高达98%。
关键词:羟基自由基;饮用水;苯酚;降解率0引言饮用水水源是保证供水安全和社会正常运行的重要公共基础设施,也是生态环境系统的重要组成部份。
水源水质的好坏会直接影响到供水水质和人们的饮水安全。
近年来,随着工业的高速发展,有机废水的排放大量增加,造成了人类赖以生存的水资源环境的急剧恶化。
苯酚类有机物是一类在受污染水源中检出率最高的有机污染物,是我国和美国环保局(EPA)规定的优先控制污染物[1-2]。
含酚废水对人类和环境的危害越来越严重,这已经引起人们的广泛关注。
因此有效去除废水中的难降解有机物苯酚已经成为当前十分迫切的任务。
高级氧化技术是以产生·OH为主要氧化剂的绿色氧化技术,·OH具有氧化能力极强,加速水中有机物完全降解,且反应速度快、不产生二次污染等[3]。
本文以苯酚作为靶标有机物,采用大气压强电场电离放电产生高浓度·OH进行去除饮用水中苯酚研究,探讨苯酚的初始浓度、羟基比浓度、温度对羟基自由基降解苯酚的影响。