På nuværende tidspunkt er Kinas miljøproblemer stadig meget fremtrædende, hvilket alvorligt har begrænset mit lands økonomiske udvikling og forbedringen af folks levestandard. Blandt dem er giftige organiske stoffer meget alvorlige til at forurene miljøet. Denne type forurening har karakteristika af store emissioner, omfattende forurening og vanskeligheder ved nedbrydning. Deres forureningskontrol har altid været et emne, som miljøarbejdere har arbejdet hårdt på at udforske.
Når vi undersøger og løser miljøforurening, kan vi ikke blive ved med at følge udlandets forskningsrute. Vi bør tage den avancerede oxidationsteknologiske vej med lavt forbrug, høj effektivitet, nul forurening og nul affaldsemissioner. Det kan ses, at det at studere en ideel metode, der ikke kun følger principperne for grøn kemi og kravene til moderne oxidationsteknologi, men også opfylder behovene i Kinas nationale forhold, er blevet et forskningsemne, der skal løses omgående.
Derfor løser avanceret oxidationsteknologi problemet med miljøforurening i processen med hjemmefarvningsbehandling fra kilden og er den foretrukne ideelle metode. Hydroxylradikalers oxidationsevne er meget stærk (oxidationspotentiale 2,80V), hvilket næsten svarer til den oxiderende kraft af elementært fluor. Det er et stof med den stærkeste ikke-selektive offensivitet.
Historisk udvikling
Hoigne et al. (1976), Anasta et al. (2000), Liang Hanwen et al. (2002) foreslog henholdsvis begreberne grøn kemi og avanceret oxidationsteknologi, som refererer til dannelsen af hydroxylradikaler (·OH) og en række ·OH-kædereaktioner for at angribe organiske forurenende stoffer i vand og nedbryde dem til vand, kuldioxid og uorganiske salte for at opnå nul forureningsemissioner og nul miljøforurening.
I 2002, Zhong Li et al. foreslået ideen om at udvide avanceret oxidationsteknologi fra vandbehandling til gasforureningsbehandling. I 2007 udførte Bai Mindong et al., i 2008, og Pan Qiaoyuan et al., i 2009, forskning i fremstillingen af gashydroxylradikaler og deres anvendelse i afsvovling og denitrifikation og opnåede succes, hvilket yderligere bekræftede ideen om Zhong Li et al.
Grundlæggende begreber
Avanceret oxidationsteknologi (metode eller proces, omtalt som AOT eller AOP) refererer til produktionen af ·OH, og produktionen af ·OH inducerer en række ·OH-kædereaktioner, som angriber forskellige organiske forurenende stoffer og mikroorganismer i vand, indtil de nedbrydes til CO2, H2O og uorganiske salte og løser derved grundlæggende miljøforureningsproblemer og opnår nul forurenende emissioner og nul miljøforurening.
Avanceret oxidationsteknologi er udviklet på basis af løbende forbedring af produktionseffektiviteten og anvendelseseffektiviteten af ·OH. Generelt kan processer, der kan producere hydroxylradikaler, klassificeres som avancerede oxidationsprocesser, såsom ozon (O3) oxidationsproces, hydrogenperoxid (H2O2) oxidationsproces, chlordioxid (ClO2) oxidationsproces, ultraviolet (UV) bestrålingsproces, ultralydsproces oxidationsproces, mikrobølgeproces osv.
Avanceret oxidationsproces har mange fordele, såsom stærk oxidationsevne, bredt anvendelsesområde, let at kontrollere driftsforhold og miljøvenlighed.
Forklar definitionen
Hydroxylradikal (·OH) er et naturligt forurenende rensningsstof. Det er en stærk oxidant med en stærk funktion til at rense kunstige forurenende stoffer.
Det kan fjerne forurenende stoffer i den lavere atmosfære og omdanne dem til harmløse eller mindre skadelige forbindelser, der spiller en rensende rolle og hjælper med at genopbygge ozonlaget i stratosfæren. Det kan fjerne NOx, SO2, CH4 og andre stoffer i atmosfæren.
Det angriber forskellige organiske forurenende stoffer og mikroorganismer i vand og nedbryder dem til CO2, H2O og uorganiske salte. Det kan ses, at hydroxylradikaler grundlæggende kan løse miljøforureningsproblemer og opnå nul miljøforurening og nul affaldsudledning.
Grundlæggende egenskaber
Hydroxylradikaler har et højt oxidationselektrodepotentiale
Hydroxylradikaler har højere oxidationselektrodepotentiale end nogle andre almindeligt anvendte stærke oxidanter. Derfor er ·OH en meget stærk oxidant og har spektrale egenskaber.
·OH's kemiske reaktion hører til fri radikal reaktion
. Den kemiske reaktionshastighed af OH er ekstremt hurtig. Reaktionshastighedskonstanterne for organiske stoffer indeholdende CH- og CC-bindinger er for det meste over 109L/(mol·s), når eller overskrider diffusionshastighedsgrænsen [1010L/(mol·s)], som er 7 størrelsesordener højere end reaktionen hastighedskonstant for ozon.
Frie radikaler har høj elektronegativitet eller elektrofilicitet
Hydroxylradikalers elektronaffinitet er 569,3 kJ, hvilket er let at angribe punkter med høj elektronskystæthed, hvilket bestemmer, at angrebet af ·OH har en vis selektivitet.
For eksempel, for angreb af CH-bindinger af alkoholer, er aktivitetsrækkefølgen af -H og -H Primær<>
Reaktiviteten af hydrogen kan øges af tilstødende elektrondonerende grupper (-OH, -OR) og amid N, og reduceres med stærkt elektronegative substituenter, og dette gælder også for aromatiske forbindelser. Når der er en elektrondonerende gruppe på den aromatiske ring, falder elektronskydensiteten på den aromatiske ring, hvilket ikke er befordrende for angrebet af ·OH, hvilket også er årsagen til, at nitrobenzen er svært at oxidere.
Reaktionstiden for hydroxyl er 10~14s
Reaktionstiden for hydroxylradikal er ca. 1 s; reaktionstiden for at producere hydratiserede elektroner (es) er 10~12s; den biokemiske reaktionsproces er 1~10s. Se tabellen nedenfor:
·OH inducerer fri radikalreaktion
·OH vil, når det først er dannet, inducere en række frie radikaler kædereaktioner, som fuldstændigt eller næsten fuldstændigt vil ødelægge forurenende stoffer og mikroorganismer og til sidst nedbrydes til CO2, H20 og uorganiske salte uden skadelige og giftige rester og opnå nul forurening og nul affaldsemissioner.
Frie radikaler er fri for forurening
Slutprodukterne af overskydende hydroxylradikaler er ugiftige H2O og O2.
