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臭氧氧化機理
閱讀量:794 發表時間:2023-03-20

 臭氧(yang)(yang)是(shi)一(yi)種強氧(yang)(yang)化劑,氧(yang)(yang)化能力要(yao)大大高(gao)于氯和二氧(yang)(yang)化氯。隨著社(she)會(hui)的不斷發展(zhan),對(dui)于水資源的要(yao)求也是(shi)越來越高(gao),在一(yi)些發達國家已經開始使用(yong)臭氧(yang)(yang)等一(yi)些氧(yang)(yang)化技(ji)術進行污水處理,從而能夠更(geng)好地確保水的質量(liang)。

目前臭氧化過程主要包括兩個(ge)方面:一直接進行(xing)臭氧反(fan)應(ying)。二(er)間接進行(xing)催化反(fan)應(ying)。

在直(zhi)接進(jin)行(xing)臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)過程(cheng)中(zhong)主要(yao)(yao)采(cai)用兩種方式,即偶極加成反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)以及親(qin)(qin)電取(qu)代反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)。對于偶極加成反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)主要(yao)(yao)是(shi)因為臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)的(de)(de)具(ju)有偶極結(jie)構,因此(ci)在發(fa)(fa)生反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)過程(cheng)中(zhong)會(hui)和(he)含不飽和(he)鍵的(de)(de)有機(ji)物(wu)(wu)進(jin)行(xing)加成反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying),從(cong)而(er)達到要(yao)(yao)求。對于親(qin)(qin)電取(qu)代反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)主要(yao)(yao)是(shi)因為帶有吸電子(zi)基團的(de)(de)芳香族類(lei)化(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu),包括-COOH、-NO2、-Cl等基團,他們和(he)臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)很(hen)難(nan)進(jin)行(xing)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying),因此(ci)在發(fa)(fa)生該(gai)類(lei)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)時(shi)(shi)候會(hui)具(ju)有一(yi)定的(de)(de)選擇性。通常情況(kuang)下,臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)直(zhi)接氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)有機(ji)物(wu)(wu)最好(hao)是(shi)在酸(suan)性的(de)(de)條件下發(fa)(fa)生,其雖然反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)非常慢,但是(shi)具(ju)有很(hen)好(hao)的(de)(de)選擇功能(neng),氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)產(chan)物(wu)(wu)也(ye)為有機(ji)酸(suan)類(lei),再次發(fa)(fa)生氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)比較困難(nan),同時(shi)(shi)每一(yi)個有機(ji)物(wu)(wu)的(de)(de)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)速度也(ye)相差很(hen)大(da)。

雖然臭氧的(de)(de)氧化(hua)(hua)性(xing)(xing)非常強(qiang),但是(shi)因(yin)為具有(you)很(hen)高(gao)的(de)(de)選擇(ze)性(xing)(xing),因(yin)此在(zai)發生反應的(de)(de)過程中很(hen)難進(jin)行污水的(de)(de)去除。隨(sui)著科學技(ji)術的(de)(de)不斷(duan)發展,對(dui)于這方面的(de)(de)研(yan)究也是(shi)越來越多,在(zai)進(jin)行臭氧水處理方面也不斷(duan)地進(jin)行完善,目(mu)前(qian)會使(shi)用均相催(cui)化(hua)(hua)和非均相催(cui)化(hua)(hua)臭氧來達到(dao)有(you)機物降(jiang)解(jie)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。

間(jian)接催(cui)化(hua)(hua)(hua)反(fan)應(ying)(ying)主(zhu)要(yao)是臭(chou)氧(yang)能夠直(zhi)接或者(zhe)是通(tong)過觸發反(fan)應(ying)(ying)、增殖(zhi)反(fan)應(ying)(ying)以及終結(jie)反(fan)應(ying)(ying)產生的(de)(de)(de)(de)(de)自由(you)基(ji)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)許多種化(hua)(hua)(hua)合物,對于每(mei)一(yi)(yi)種反(fan)應(ying)(ying)都會有(you)不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)自由(you)基(ji)產生。自由(you)基(ji)和(he)水中(zhong)有(you)機(ji)物反(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度(du)非(fei)常快,同時(shi)不(bu)(bu)需要(yao)進(jin)行選擇(ze),在(zai)其中(zhong)非(fei)常關鍵部分是羥基(ji)自由(you)基(ji)。羥基(ji)自由(you)基(ji)是最為(wei)常見的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)種氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑,其氧(yang)化(hua)(hua)(hua)電極電位(wei)只小于氯,其優點是能夠快速(su)的(de)(de)(de)(de)(de)和(he)有(you)機(ji)物發生反(fan)應(ying)(ying),并且不(bu)(bu)需要(yao)進(jin)行選擇(ze),容易(yi)和(he)氣不(bu)(bu)同位(wei)置(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)機(ji)物進(jin)行反(fan)應(ying)(ying),產生易(yi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)間(jian)產物。對于這些(xie)自由(you)基(ji)因(yin)為(wei)速(su)度(du)反(fan)應(ying)(ying)速(su)度(du)非(fei)常快,目(mu)前反(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)率已(yi)經達(da)到了(le)106~109L/mol?s,因(yin)此(ci)每(mei)一(yi)(yi)種有(you)機(ji)物的(de)(de)(de)(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)臭(chou)氧(yang)反(fan)應(ying)(ying)速(su)度(du)都差不(bu)(bu)多,因(yin)此(ci)也就造成了(le)自由(you)基(ji)型反(fan)應(ying)(ying)選擇(ze)性(xing)低。


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2021-01-04