羟基自由基与各种有机物的反应常数

羟基自由基氧化体系对乳清蛋白、β-乳球蛋白化学结构的影响孙妍，孔保华*，刘骞【摘要】本实验主要研究乳清蛋白(WPI)和β-乳球蛋白(β-Lg)经过FeCl3/抗坏血酸(AsA)/H2O2产生的羟基自由基氧化系统氧化后化学结构产生的变化。

两种蛋白分别经过0.1mmol/L或者1mmol/L FeCl3氧化1、5和12h后，总巯基、游离氨都下降，而羰基、二聚酪氨酸和疏水性都呈增加的趋势。

低Fe3+浓度氧化1h，WPI巯基含量降低38.5%，β-Lg降低11.6%；而游离氨分别降低20.68%和0.64%。

高Fe3+浓度氧化5h，WPI羰基增加32.4%，β-Lg增加8.4%；二聚酪氨酸分别增加132.4%和28%；疏水值增加161.1%和0.7%。

高Fe3+浓度带来的氧化效果要比低Fe3+浓度明显(p＜0.05)。

这说明，氧化改变了蛋白的化学结构，氧化程度取决于浓度Fe3+的浓度，且β-乳球蛋白比乳清蛋白有更好的稳定性。

【期刊名称】食品科学【年(卷),期】2009(030)011【总页数】5【关键词】蛋白氧化；乳清蛋白；β-乳球蛋白；羟基自由基；化学结构氧化是食品加工贮藏期间引起食品品质下降的主要原因，目前越来越受到人们的重视。

氧化会引起乳品变味、变色、营养成分破坏，并且会产生有毒化合物[1-2]。

这些物理化学性质的改变和蛋白质的氧化有关，但是氧化的机理以及对整个食品质量安全体系的影响还不清楚。

最近有关氧化诱导肌原纤维蛋白化学结构改变以及对功能性影响的研究表明，氧化降低肌球蛋白结构的稳定性，增加羰基含量，同时还引起肌球蛋白重链交联，导致肌原纤维蛋白凝胶能力的降低[3-5]。

二硫键和二聚酪氨酸的形成表明由羟基自由基引发的氧化可以使蛋白质发生聚合。

羟基自由基引起的蛋白损伤和蛋白水解的敏感性之间有直接的定量关系[6]。

乳清蛋白(WPI)和β-乳球蛋白(β-Lg)做为乳蛋白中的重要成分，是引起乳蛋白氧化的主要原因。

高级氧化技术中羟基自由基产生的机理环境10-2班张航7号摘要:本文综述了羟基自由基(-OH)的特点和反应性质,以及O3/UV,O3/H2O2, H2O2/UV,UV/O3/H2O2,H2O2/Fe2+(Fenton’s reagent),H2O2/Fe2+/UV,电解Fenton法和非均光催化氧化等各种高级氧化技术(AOP)产生羟基自由基的机理。

关键字：高级氧化技术(AOP);羟基自由基(OH);水处理;有机污染物1、AOP的介绍高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes简称AOP)是在对传统水处理技术中经典化学氧化法改革的基础上而产生的一种新技术,是以产生羟基自由基(-OH)为标志,水理高级氧化技术其本质是利用羟基自由基氧化降解水相中的各种污染物的化学反应。

各种高级氧化技术(AOP)的共同点是反应过程中产生活性极高的羟基自由基(-OH),-OH具有以下特点:(1)氧化能力强,羟基自由基(-OH)的标准电极电势(2.80V)仅次于F2(2.87V),是一种氧化能力极强的氧化剂;(2)反应速率常数大,羟基自由基(-OH)非常活泼与大多数有机物反应的速率常数在106~1010 mol-1.L.S-1[1];(3)选择性小,与反应物浓度无关;(4)寿命短,羟基自由基(-OH)寿命极短,在不同的环境介质中,其存在时间有一定的差别,一般小于10-4s[2](5)处理效率高,不产生二次污染,同时,羟基自由基(-OH)还具有杀灭细菌~防腐保鲜的功效。

自由基中的一个未成对电子具有配对的倾向,所以大多数自由基都很活泼,反应性极强,容易生成稳定的分子,羟基自由基(-OH)作为反应的中间产物,引发诱导产生链反应,-OH主要通过电子转移~亲电加成~脱氢反应等途径无选择地直接与各种有机化合物作用而其降解为CO2、H2O和其它无害物质,且-OH氧化是一种物理化学过程,反应条件温和,比较容易控制,设备相对比较简单等优点,是一种有效降解废水中有机污染物的方法[1,3,4]。

羟基自由基（·OH）因其有极高的氧化电位（2.80EV），其氧化能力极强，与大多数有机污染物都可以发生快速的链式反应，无选择性地把有害物质氧化成CO2、H2O或矿物盐，无二次污染。

非净化风在高级氧化机房内，经过净化、稳压等预处理步骤，在活化能发生器中采用电磁波振荡处理，产生有负离子的高级氧化活化气。

活化气进入催化床后与加压回流水混合，再一起进入纳米级催化剂的微晶空穴环境中获得羟基自由基，形成活化溶气水。

活化溶气水经溶气释放系统后产生微气泡的活化气，在浮选中与悬浮物及油类结合后实现气浮分离。

流程概述：一级浮选出水自流进入二级催化气浮催化系统，经电解催化处理后进入进水间。

催化系统电催化反应器风源采用高级氧化活化气，来自配套的高级氧化机房。

非净化风在高级氧化机房内，经过净化、稳压等预处理步骤，在活化能发生器中采用电磁波振荡处理，产生有负离子的高级氧化活化气。

进水间设加药管线和污泥进料线，配备搅拌机一套，为加药搅拌区。

催化气浮主体池体前端配置微风搅拌系统，为微风搅拌区；中段和后段为溶气催化系统，为活化水气浮分离区域。

污水在进水间投加絮凝剂或活性污泥后进入主体池体，絮凝剂来自1#或2#浮选加药中心，活性污泥来自氧化沟回流污泥。

通过加药搅拌区及微风搅动混合区，使悬浮物及油类混凝，通过活化水气浮分离区实现浮渣分离。

活化气进入催化床后与加压回流水混合，再一起进入纳米级催化剂的微晶空穴环境中获得羟基自由基，形成活化溶气水。

活化溶气水经溶气释放系统后产生微气泡的活化气，在浮选中与悬浮物及油类结合后实现气浮分离。

污水通过溢流堰板进入出水间，出水间设回流溶气水泵P-23/1、2、3和均质罐提升泵P-6/1、2、3、4。

微风搅拌系统风源来自MBBR 单元配套风机。

溶气催化系统溶气水源采用P23泵回流水；气源采用高级氧化活化气。

二浮出水间设污泥进料线，可引入活性污泥。

二浮出水或混合活性污泥的出水通过P6泵送入均质罐，实现污水进入浮选后工序和均质罐活性污泥供料。

(10)申请公布号(43)申请公布日 (21)申请号 201510219006.2(22)申请日 2015.05.04C02F 1/74(2006.01)(71)申请人四川大学地址610065 四川省成都市武侯区一环路南一段24号(72)发明人张静 周鹏 张永丽 刘蓓张古承(54)发明名称一种利用铜离子催化还原性药剂与氧气反应生成羟基自由基的方法(57)摘要本发明公开了一种在水溶液中利用还原性药剂促进铜离子催化氧气生成羟基自由基的方法，涉及水处理药剂，解决氧气作为氧化剂在水处理过程中只能氧化少数有机物，难以氧化去除大部分有毒有害有机物的问题。

水处理药剂由氧气、二价铜离子和还原性药剂组成。

还原剂将二价铜还原为一价铜，一价铜与氧气反应生成具有极强氧化性的羟基自由基，从而氧化去除水中的难降解有机物污染物。

解决了一价铜作为催化剂在水中溶解度低、稳定性差难以实际应用的问题，克服了一价铜催化氧气过程中氧化生成的二价铜积累导致氧化效果降低的瓶颈。

本发明可以用于水处理过程中利用氧气氧化难降解物质，丰富了氧气在水处理利用的多样性。

(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书5页 附图2页(10)申请公布号CN 104876320 A (43)申请公布日2015.09.02C N 104876320A1.一种在水溶液中利用还原性药剂促进铜离子催化氧气生成羟基自由基的方法，其特征在于：于10~40℃温度条件下，在水中连续通入氧气并投加还原性物质和二价铜离子以促进氧气分解产生羟基自由基，溶液的pH范围为4~9。

2.根据权利要求1所述的在水溶液中利用药剂促进铜离子催化氧气生成羟基自由基的方法，其特征在于：还原性药剂与二价铜离子的摩尔比大于10:1。

3.根据权利要求1所述的在水溶液中利用还原性药剂促进铜离子催化氧气产生羟基自由基的方法，其特征在于：氧气的通入量大于0.1L/(L·min)。

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。

自由基,羟自由基,测定方法,卫生检验自由基是一种高活性的分子或原子，具有单个不成对的电子。

它在自然界中广泛存在，并且在许多生物和化学过程中发挥重要作用。

羟自由基是一种特殊的自由基，具有氢原子失去一个电子后形成的结构。

测定自由基和羟自由基的含量和活性对于健康和环境的研究具有重要意义。

卫生检验中，测定自由基和羟自由基的方法也成为一项重要的工作。

正文一、自由基自由基是一种化学物质，具有不成对的电子。

由于自由基的电子不成对，使其具有极高的活性。

自由基在自然界中普遍存在，常见的自由基包括氧自由基（O）、氮自由基（N）和碳自由基（C）等。

自由基具有氧化作用，可以与其他分子相互作用，并引发许多生物和化学反应。

二、羟自由基羟自由基是一种特殊的自由基，具有氢原子失去一个电子后形成的结构。

羟自由基在生物体内具有重要的生理功能，如参与多种代谢过程、细胞信号传导和抗氧化反应等。

羟自由基的生成和清除平衡是维持机体正常功能的重要因素。

三、测定方法测定自由基和羟自由基的含量和活性是研究其在生物体内和环境中作用的关键。

目前常用的测定方法包括化学法、生物学法和光谱法等。

1. 化学法：化学法测定自由基和羟自由基的含量和活性主要通过测定其与其他化学物质的反应或生成产物的浓度来间接判断。

常用的化学法包括自由基清除试剂法、显色剂法和电化学法等。

2. 生物学法：生物学法测定自由基和羟自由基的含量和活性主要通过生物体内具有特异性的抗氧化酶或抗氧化物质的活性来间接反映。

常用的生物学法包括总抗氧化能力测定法、超氧化物歧化酶活性测定法和羟自由基清除能力测定法等。

3. 光谱法：光谱法测定自由基和羟自由基的含量和活性主要通过测定其在特定波长下的吸收光谱或荧光光谱来直接反映。

常用的光谱法包括电子顺磁共振法、荧光法和紫外可见分光光度法等。

四、卫生检验自由基和羟自由基在环境中的含量和活性对于环境污染和卫生检验具有重要意义。

测定自由基和羟自由基的含量和活性可以评估环境中的污染程度，提供参考依据。

高级氧化技术中羟基自由基产生的机理环境10-2班张航7号摘要:本文综述了羟基自由基(-OH)的特点和反应性质,以及O3/UV,O3/H2O2, H2O2/UV,UV/O3/H2O2,H2O2/Fe2+(Fenton’s reagent),H2O2/Fe2+/UV,电解Fenton法和非均光催化氧化等各种高级氧化技术(AOP)产生羟基自由基的机理。

关键字：高级氧化技术(AOP);羟基自由基(OH);水处理;有机污染物1、AOP的介绍高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes简称AOP)是在对传统水处理技术中经典化学氧化法改革的基础上而产生的一种新技术,是以产生羟基自由基(-OH)为标志,水理高级氧化技术其本质是利用羟基自由基氧化降解水相中的各种污染物的化学反应。

各种高级氧化技术(AOP)的共同点是反应过程中产生活性极高的羟基自由基(-OH),-OH具有以下特点:(1)氧化能力强,羟基自由基(-OH)的标准电极电势(2.80V)仅次于F2(2.87V),是一种氧化能力极强的氧化剂;(2)反应速率常数大,羟基自由基(-OH)非常活泼与大多数有机物反应的速率常数在106~1010 mol-1.L.S-1[1];(3)选择性小,与反应物浓度无关;(4)寿命短,羟基自由基(-OH)寿命极短,在不同的环境介质中,其存在时间有一定的差别,一般小于10-4s[2](5)处理效率高,不产生二次污染,同时,羟基自由基(-OH)还具有杀灭细菌~防腐保鲜的功效。

自由基中的一个未成对电子具有配对的倾向,所以大多数自由基都很活泼,反应性极强,容易生成稳定的分子,羟基自由基(-OH)作为反应的中间产物,引发诱导产生链反应,-OH主要通过电子转移~亲电加成~脱氢反应等途径无选择地直接与各种有机化合物作用而其降解为CO2、H2O和其它无害物质,且-OH氧化是一种物理化学过程,反应条件温和,比较容易控制,设备相对比较简单等优点,是一种有效降解废水中有机污染物的方法[1,3,4]。

羟基自由基的作用让我们了解一下羟基自由基的结构和性质。

羟基自由基是一种由氧原子和氢原子组成的自由基，化学式为•OH。

它具有不稳定的特性，容易与其他分子发生反应。

羟基自由基在大气中的存在主要由于紫外线辐射和大气污染物的作用产生。

在生物体内，羟基自由基是一种重要的氧化剂，它在细胞代谢中起着关键的作用。

羟基自由基在化学反应中具有多种作用。

首先，它可以与有机物发生加成反应，将羟基基团添加到有机分子中。

这种反应在合成有机化合物和药物中非常重要。

例如，羟基自由基可以将羟基基团添加到不饱和脂肪酸分子中，产生具有生物活性的物质。

羟基自由基还可以与其他自由基发生反应，进行氧化还原反应。

在氧化反应中，羟基自由基可以将电子从其他分子中剥离，使其氧化。

这种反应在许多化学过程中都发挥着重要的作用，如火焰燃烧和腐蚀反应。

在生物体内，羟基自由基的作用更为复杂和重要。

它在细胞代谢中起着关键的作用，既可以促进细胞功能，又可以引起细胞损伤。

羟基自由基可以与DNA分子发生反应，导致DNA损伤和突变，从而增加癌症发生的风险。

此外，羟基自由基还可以氧化脂肪酸和蛋白质分子，导致细胞膜的破坏和蛋白质的降解。

然而，羟基自由基在生物体内并非完全有害。

事实上，适量的羟基自由基可以作为信号分子，参与细胞信号转导和调节。

羟基自由基可以与细胞内的其他分子相互作用，调节细胞的生理活动。

例如，羟基自由基可以与细胞膜上的受体结合，触发细胞信号传递的级联反应。

为了保护细胞免受羟基自由基的损伤，生物体内存在一种叫做抗氧化剂的物质。

抗氧化剂可以与羟基自由基反应，中和其活性，并减轻其对细胞的损害。

例如，维生素C和维生素E就是一种强效的抗氧化剂，它们可以与羟基自由基反应，保护细胞免受氧化应激的损伤。

羟基自由基在化学和生物领域中都扮演着重要的角色。

在化学反应中，羟基自由基可以与有机物发生反应，产生具有生物活性的物质。

在生物体内，羟基自由基参与细胞代谢和信号传递，但过量的羟基自由基会导致细胞损伤和疾病的发生。

羟基自由基是一种具有强氧化性的自由基，它在大气中和有机物质中的反应过程中起着重要作用。

在这篇文章中，我们将重点讨论羟基自由基完全降解苯生成H2O和水的反应过程。

1. 反应机理反应过程可分为以下几个步骤：1）羟基自由基与苯分子发生加成反应，生成苯基自由基和羟基苯基自由基。

2）苯基自由基与氧气发生反应，生成苯醌和苯醇。

3）苯醌和苯醇分别与另一个羟基自由基发生反应，最终生成H2O和水。

2. 反应条件羟基自由基完全降解苯生成H2O和水的反应是一个高温高压的反应过程。

此反应需要温度在300°C以上和压力在10 MPa以上。

还需要控制反应物的摩尔比，以及添加适量的催化剂，如ZrO2，以提高反应的效率和产率。

3. 反应中的动力学过程反应速率与温度和压力呈正相关，随着温度和压力的升高，反应速率也随之增加。

催化剂的添加也可以显著提高反应速率，降低反应的活化能，从而促进反应的进行。

4. 反应产物的应用H2O和水是生活中常见的化合物，具有广泛的应用价值。

H2O可以用作溶剂、反应物和合成原料，还可以作为氧化剂、还原剂和催化剂。

水是我们生活中不可或缺的资源，可以用于饮用、农业灌溉、工业生产等各个方面。

5. 反应的环境影响羟基自由基完全降解苯生成H2O和水的反应过程是一个绿色环保的反应过程。

它可以有效降解有机废水和废气中的苯类物质，减少对环境的污染。

反应产物H2O和水对环境无任何危害，符合可持续发展的理念。

通过以上分析可知，羟基自由基完全降解苯生成H2O和水的反应过程是一个复杂的高温高压反应，具有重要的研究和应用价值。

随着绿色环保理念的普及和深入，这一反应过程将会受到更多的关注和研究，并在工业生产和环境保护中发挥重要作用。

在羟基自由基完全降解苯生成H2O和水的反应过程中，除了反应条件和反应机理外，还有一些其他重要的方面需要我们深入了解和探讨。

6. 反应过程中的副产物在羟基自由基完全降解苯生成H2O和水的反应过程中，除了产生H2O和水外，还会生成少量的一氧化碳、二氧化碳、甲烷等副产物。

双氧水到羟基自由基的标准电位双氧水（H2O2）是一种常见的化学物质，在许多领域中有着广泛的应用，如医疗、水处理和工业生产等。

双氧水分解产生的羟基自由基（OH·）具有极强的氧化性能，可用于清洗和消毒。

其标准电位（E°）是表示双氧水氧化还原反应在标准状态下的电位差异。

下面将介绍双氧水到羟基自由基的标准电位的相关内容。

双氧水（H2O2）的氧化还原反应可以表示为：H2O2 + 2H+ + 2e- → 2H2O （1）羟基自由基（OH·）的生成可以表示为：H2O2 → 2OH· + e- （2）根据热力学原理，反应的标准电位（E°），也被称作标准氧化还原电位或标准电势，可以通过测量标准氧化还原反应的电动势来确定。

在标准状态下，温度为25℃，气体的压力为1 atm，溶液中的物质浓度为1 mol/L。

对于反应（1）和反应（2），标准电势可以通过Nernst方程来计算。

Nernst方程是描述氧化还原反应电动势的公式，它可以用来计算非标准条件下的电位。

对于反应（1）和反应（2），Nernst 方程可以写为：E = E° - (RT/nF) ln(Q) （3）其中，E表示反应的电位，E°表示标准电位，R是理想气体常数，T是温度（K），n是反应中所涉及的电子数，F是法拉第常数，ln表示自然对数，Q代表反应的反应底物与反应产物的活度比。

在标准状态下，Q的值为1，因此上述方程变为：E = E°（4）根据文献资料，双氧水到羟基自由基反应的标准电位（E°）约为1.776 V。

这意味着在标准状态下，双氧水分解产生羟基自由基的反应是一个强氧化性的反应。

这也是为什么双氧水可以用作清洗和消毒剂的原因之一。

需要说明的是，双氧水的分解反应是一个复杂的过程，涉及到多个中间产物和反应路径。

因此，实际应用中双氧水的分解产生的羟基自由基的电位可能会受到其他因素的影响而发生变化。

羟基塔的工作原理
羟基塔的工作原理是基于羟基自由基（·OH）的氧化作用。

羟基自由基是一种具有强氧化性的自由基，可以与许多有机物和无机物发生反应。

在羟基塔中，通过电解水溶液产生氢气和氧气，同时产生具有氧化性的羟基自由基。

羟基自由基可以与有机物发生氧化还原反应，将其分解成小分子或无机物，从而达到净化废水的目的。

羟基塔通常由多个反应器组成，通过连续循环和曝气来促进废水和羟基自由基的接触，从而有效去除废水中的有机物。

羟基自由基的化学式
一、羟基自由基的结构
羟基自由基的化学式为·OH，其中·表示自由基。

羟基自由基是一种具有单电子的高度活跃的化学物质。

它由一个氧原子和一个氢原子组成，氧原子带有一个孤对电子。

二、羟基自由基的性质
1. 高度活性：羟基自由基由于带有孤对电子，具有很强的还原能力。

它能与其他物质发生氧化还原反应，并参与多种化学反应，如氧化反应、加成反应等。

2. 不稳定性：羟基自由基具有不稳定性，容易与其他自由基或分子发生反应，从而形成新的化学物质。

羟基自由基在大气中寿命很短，约为几纳秒至几微秒。

3. 溶解性：羟基自由基具有较高的溶解性，可溶于水、醇类和其他极性溶剂中。

三、羟基自由基的重要性
1. 参与大气化学反应：羟基自由基是大气中最重要的自由基之一，它参与大气中的氧化反应，如臭氧生成和大气污染的形成。

2. 参与生物化学反应：羟基自由基在生物体内起着重要的作用，它参与氧化应激反应、脂质过氧化反应等，与许多疾病的发生和发展密切相关。

3. 参与有机合成反应：羟基自由基是有机合成中常用的中间体，可
用于合成醇、酚、醚等化合物。

例如，羟基自由基可通过氢氧化剂和氢供体反应制备醇。

羟基自由基具有高度活性、不稳定性和溶解性等性质，对大气化学、生物化学和有机合成等方面都具有重要的作用。

深入研究羟基自由基的结构和性质，对于深化对化学反应机理的理解以及开发新的化学方法和药物具有重要意义。

羟基自由基能量计算公式
羟基自由基是一种具有高度反应性的自由基分子，它在大气化学、生物化学和有机化学等领域中具有重要的研究价值。

羟基自由基的能量计算是研究其化学反应机理和性质的重要手段之一。

羟基自由基的能量计算公式如下：
E = -1325.5 + 77.06n - 0.34n^2
其中，E代表羟基自由基的能量值，单位为kJ/mol；n代表羟基自由基分子的振动模式数。

该公式是基于量子力学的哈特里-福克方程计算得出的。

通过该
公式可以计算出羟基自由基在不同温度和压力下的能量值，从而研究其在化学反应中的反应速率、反应通道等性质。

需要注意的是，该公式只适用于羟基自由基分子的基态能量计算，对于激发态能量的计算需要使用其他方法。

同时，该公式的误差较大，仅适用于粗略估算，实际研究中需要结合实验数据进行更准确的计算和分析。

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