1、時間：二O二一年七月二十九日1.之馬矢奏春創(chuàng)作 2.時間：二O二一年七月二十九日.高級氧化技術(shù)的界說：利用強氧化性的自由基來降解有機污染物的技術(shù)，泛指反應過程有年夜量羥基自由基介入的化學氧化技術(shù).其基礎(chǔ)在于運用催化劑、輻射，有時還與氧化劑結(jié)合，在反 應中發(fā)生活性極強的自由基 （一般為羥基自由基， OH）,再通過 自由基與污染物之間的加合、取代、電子轉(zhuǎn)移等使污染物全部或接近全部礦質(zhì)化. OH反應是高級氧化反應的根本特點.高級氧化方法及其作用機理是通過分歧途徑發(fā)生OH自由基的過程. OH自由基一旦形成，會誘發(fā)一系列的自由基鏈反應 ，攻 擊水體中的各種有機污染物，直至降解為二氧化碳、水和其它礦 物鹽

2、.可以說高級氧化技術(shù)是以發(fā)生 OH自由基為標識表記標 幟.高級氧化技術(shù)有什么特點？1）反應過程中發(fā)生年夜量氫氧自由基 OH2）反應速度快3）適用范圍廣， OH幾乎可將所有有機物氧化直至礦化，不會發(fā)生二次污染4）可誘發(fā)鏈反應5）可作為生物處置過程的預處置手段，使難以通過生物降解的 有機物可生化性提高，從而有利于生物法的進一步降解 ；6）把持簡單，易于控制和管理時間：二O二一年七月二十九日時間：二O二一年七月二十九日. OH自由基的優(yōu)點1）選擇性小，反應速度快；2）氧化能力強；3）處置效率高；5） 氧化完全.高級氧化技術(shù)分為哪幾類？1）化學氧化法：臭氧氧化/Fenton氧化/高鐵氧化2）電化學氧化

3、 法3）濕式氧化法：濕式空氣氧化法 /濕式空氣催化氧化法4）超臨界水氧化法5）光催化氧化法6）超聲波氧化法7）過硫酸鹽氧化法.自由基與污染物反應的四種主要方式：氫抽提反應、加成反應、 電子轉(zhuǎn)移、（氧化分解）.自由基反應的三個階段：鏈的引發(fā)、鏈的傳遞、鏈的終止 自由基反應具有無選擇性，反應迅速的特點.發(fā)生羥基自由基的途徑：Fe2+/H2O2、UV/H2O2、H2O2/O3、UV/O3 UV/H2O2/O3、光催化氧化（TiO2光催化氧化反應機理：發(fā) 生空穴和電子對），對有機物降解速率由快到慢依次為 UV-Fenton、 Fenton、O3/US、O3 O3/UV UV/H2O2 UV.Fento

4、n試劑：亞鐵離子（Fe2+）和過氧化氫（H2O2的組合.Fenton反應：Fenton反應是以亞鐵離子作為催化劑來催化過 氧化氫（H2O2）,使其發(fā)生羥基自由基（ OH ,進行有機物的氧化， 羥基自由基具有弓金的氧化能力，可與年夜部份的芳香族有機物進行 反應，同時亞鐵離子氧化成鐵離子（Fe3+）,（鐵離子有混凝作用也可時間：二O二一年七月二十九日時間：二O二一年七月二十九日去除部份有機物）鐵離子又會與雙氧水反應，并還原成亞鐵離子（Fe2+）.反應機理：H2O2與Fe2+反應分解生成羥基自由基（ OH和氫 氧根離子（OH-）,并引發(fā)連鎖反應從而發(fā)生更多的其它自由基，然后利用這些自由基進攻有機質(zhì)分

5、子，從而破壞有機質(zhì)分子并使其礦化直至轉(zhuǎn)化為CO2 H2O等無機質(zhì)（Fenton試劑在廢水處置中主要用 于去除COD色度和7沫等）.Fe2+ + H2O2 7 OH + OH + Fe3+Fe3+ + H2O2 - Fe2+ + HO2 + H+.影響Fenton試劑氧化能力的因素：（1）催化劑種類及投加方 式,Fe2+ （Fe3+、鐵粉、鐵屑）、Fe2+/TiO2/Cu2+/Mn2+/Ag+、活性 炭等均有一定的催化能力，F(xiàn)eS04 7H20最經(jīng)常使用（2）過氧化氫 濃度及投加方式，均勻分批投加（3）反應溫度（芬頓試劑的反應速 率隨溫度上升而增加，可是溫度高于40C50c之后，會加速分解為 O

6、2和H2O,因此多才5制在20c 40c中發(fā)生）（4 ）溶液的pH值，pH 2-4為Fenton反應的最佳范圍（5）反應時間.類 Fenton 試齊U:改性-Fenton 試劑、光-Fenton 試劑、電-Fenton 試劑、配體-Fenton試劑等.Fe（田）鹽溶液、可溶性鐵以及鐵的氧 化礦物（如赤鐵礦、針鐵礦等）同樣可使H2O2催化分解發(fā)生 OH,到達降解有機物的目的，以這類催化劑組成的Fenton試劑，稱為類Fenton試劑（改性Fenton試齊，因其鐵的來源較為廣泛） 11.增強fenton反應活性的方法：1）加入草酸鹽和檸檬酸；2）與時間：二O二一年七月二十九日時間：二O二一年七月二

7、十九日其他處置方法聯(lián)用，如生物法、混凝法；3）加入絡合劑，如EDT礙;4） Mn2卡Co3+.（混凝沉降法、活性炭法、生物法、USFenton試劑在廢水處置中的應用：處置染料廢水；處置含氯酚廢 水；處置垃圾填埋滲濾液；處置制藥廢水.臭氧氧化的界說：臭氧具有極強的氧化性能，臭氧分子中的氧原 子具有強烈的親電子或親質(zhì)子性，臭氧分解會發(fā)生的新生態(tài)氧原子和在水中形成具有強氧化作用的羥基自由基OH 來氧化分解水中的污染物.臭氧與有機物的反應途徑（或機理）?直接反應：污染物+ 03 -產(chǎn)物或中間物有選擇性，速度慢）；?間接反應：污染物+ H07產(chǎn)物或中間物（無選擇Ti,HO- （E0=2.8V）電位高，反

8、應能力強，速度快，可引發(fā)鏈反 應,使許多有機物完全降解）.臭氧氧化性能的影響因素：臭氧化混合氣進氣量、攪拌速度 溶液pH有機物濃度、溶液溫度、催化劑、投加方式.增強臭氧氧化的辦法方法：1）改變臭氧化混合氣的進氣量，就是改變單位時間內(nèi)的臭氧投 加量，在有機負荷一定的條件下，就是改變反應過程中臭氧和有機 物的投加比，在有機物濃度一定、連續(xù)地通入臭氧化混合氣的半連 續(xù)半間歇把持中，隨單位時間內(nèi)臭氧通入量的增加，有機物氧化反應速率相應提高時間：二O二一年七月二十九日時間：二O二一年七月二十九日2）超聲強化臭氧氧化技術(shù)3）金屬催化臭氧化技術(shù)、在臭氧水處置體系中，加入一定量的 Fe2+、Mn斗、Co2+、

9、Ni2+或 Co2+的硫酸鹽.4）臭氧與其他慣例水處置單位結(jié)合比如 O3-活性?泥、O3- 活性炭吸附、O3-絮凝月!處置、O3絮凝OS 03氣浮（吹脫）、O3生物活性炭、O3膜處置.臭氧在水處置中的應用-飲用水處置 /廢水處置/去除染料和 印染廢水的色度和難降解有機物 /處置含金屬離子廢水/循環(huán)冷卻 水的處置.在飲用水處置中，臭氧主要用于三個方面：1）臭氧預處置，在慣例 凈水工藝前增設臭氧工藝；2 ）臭氧-生物活性炭處置，O3與顆粒活 性炭結(jié)合，在慣例凈水工藝后，對水作深度處置，以除去各種有機物 和色、嗅、味等；3）臭氧消毒，用以取代氯對水進行消毒 18.與化學藥劑處置法相比，臭氧法具有以下

10、特點：能有效地控制有機微生物，使循環(huán)水中的CO于口 AOX的數(shù)量都被 抑制在很低的水平，從而獲得優(yōu)良的水質(zhì)；系統(tǒng)能在高濃縮倍數(shù)下 運行，可實現(xiàn)零排污，節(jié)約水量，比化學藥劑法節(jié)約1/2 2/3 ;系統(tǒng) 內(nèi)不會發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象，同時,系統(tǒng)中原來形成的垢也能被有效去除； 臭氧對系統(tǒng)具有良好的緩蝕作用；適應pH值范圍寬；運行費用年夜年夜低于化學藥劑.硫酸根自由基界說：硫酸根自由基（ SO4-）是具有較高氧化 還原電位的自由基（E0=2.5v-3.1v ）,因此硫酸根自由基被認為在時間：二O二一年七月二十九日時間：二O二一年七月二十九日理想的條件下可以氧化絕年夜大都的有機物.通常是利用分解Oxone或過硫酸

11、鹽的方式發(fā)生硫酸根自由基.硫酸根自由基的活化生成：加熱活化法；過渡金屬離子活化法；UV活化法；FeO活化法；活性炭活化法；納米 Fe3O4活化法；氫 氧化亞鐵溶膠活化；（單過硫酸氫鹽可經(jīng)光、熱、催化等方式激 發(fā)后，雙氧鍵斷裂，發(fā)生硫酸根自由基（SO4-?）.活化原理如式：SO52- +heat/UV/ 其他 7SO4-? +【）.硫酸根與有機物的一般作用方式：奪氫作用、電子轉(zhuǎn)移作用、 加成作用、（氧化作用）.濕式氧化法：在高溫（150-350C）和高壓（5-20MPa）下，用氧 氣或空氣作為氧化劑，氧化水中溶解態(tài)或懸浮態(tài)的有機物或還原態(tài) 的無機物，生成二氧化碳和水等小分子物質(zhì)的技術(shù).催化濕式氧

12、化技術(shù)：在傳統(tǒng)的濕式氧化處置體系中加入催化劑 降低反應的活化能，從而在不降低處置效果的情況下，降低反應溫度和壓力，用氧氣或空氣作為氧化劑，氧化水中溶解態(tài)或懸浮 態(tài)的有機物或還原態(tài)的無機物，生成二氧化碳和水等小分子物質(zhì) 的技術(shù).典范的濕法氧化工藝流程圖：.光催化的界說：就是光催化劑在光的作用下發(fā)生催化作用概括 說來.半導體資料在光的照射下，將光能轉(zhuǎn)化為化學能，并增進有 機物的分解，這一過程稱為光催化.光催化劑：一種在光的照射下，自身不起變動，卻可以增進化學反時間：二O二一年七月二十九日時間：二O二一年七月二十九日應的物質(zhì).利用光能轉(zhuǎn)換成為化學反應所需的能量，發(fā)生催化作用，使周圍的氧氣及水分子激發(fā)

13、成極具氧化力的自由基或負離子.光催化劑在光照條件 （可以是分歧波長的光照）下所起到催化作用的化學反應，統(tǒng)稱為光催化反應.光催化一般是多種相態(tài)之間的催化反應.為什么要求TiO2光催化對很多有機物有較強的吸附作用？答：TiO2光催化分解水中污染物的過程中，概況發(fā)生的OH?基團 起著決定性的作用，因而介入反應的物質(zhì)以吸附在概況上的為主 有機物在催化劑概況被氧化要經(jīng)過擴散、吸附、概況反應以及脫附等步伐.光催化技術(shù)的技術(shù)特征：1）高溫深度反應；2）綠色能源；3） 氧化性強；4）壽命長；5）廣譜性光觸媒（光催化）的作用：抗菌性；空氣凈化；除臭；防霉防藻； 防污自潔.TiO2光催化資料的特性:1）合適的半導

14、體禁帶寬度;2）具有良好 的抗光腐蝕性和化學穩(wěn)定性；3）廉價，原料來源豐富，本錢低；4） 光催化活性高（吸收紫外光性能強；禁帶和導帶之間的能隙年夜， 光生電子的還原性和空穴的氧化性強）；5）對很多有機污染物有 較強的吸附作用. TiO2光催化劑的改良：（增進 OH的生成與提高電子-空穴對 分離效率是提高光催化氧化反應速率和效率的重要途徑）,1 ） TiO2時間：二O二一年七月二十九日時間：二O二一年七月二十九日概況貴金屬堆積；2）金屬離子攙雜，金屬離子攙雜把金屬離子引入 到TiO2的晶格缺陷位置，金屬離子是電子的良好接受體，可以捕捉 電子，由于金屬離子對電子的爭奪，減少了 TiO2中光生電子和

15、空穴 的復合幾率，而發(fā)生更多的 OH提高光催化效率；3）加入氧化劑， 向體系中加入氧化劑，使得催化劑概況的電子被氧化劑捕捉，可以有效地抑制電子和空穴復合，提高光催化的效率；經(jīng)常使用的氧化 劑有 O3,O2,H2O2,Fe3+等；4）復合光催化劑；5）添加光敏化劑， 光敏化劑作用是將光活性化合物化學吸附或物理吸附于光催化劑 概況，從而擴年夜激發(fā)波長范圍，增加光催化反應的效率.TiO2在實際應用中的缺陷：.光生載流子容易重新復合，招致光量子效率很低.帶隙能較寬，只能被波長較短的紫外線激發(fā)，這些紫外線占太陽能射線的4%5%太陽能利用率較低.氧化電位氧化劑自由基壽命受pH影響SOr體系2.5-3.1

16、V固體、程定好 半哀瞰寫小-OH芬嘀反應2.1-2.7 V清體.易分解失效 半衰期Ips大, vp日3時間：二O二一年七月二十九日時間：二O二一年七月二十九日6號悖胤我曰七陽4下.皿-他附以七中匕中七或6由耳.。疝機后文場產(chǎn)生戴i海口反施; 實理水成氣的凈化蟲割其人用的制訂因索：W司此利用即低/林生也率抵小從河水中分隔電r污水處理或本尚.硫酸根自由基用在水處置中的優(yōu)點：1）具有極強的氧化性；2）更易溶于水溶液中，便于發(fā)生的硫酸根自由基快速與水中的有 機接觸并發(fā)生氧化作用，混溶性良好，使分解速率更高；3）性質(zhì) 穩(wěn)定，便于寄存；4）可適應的pH范圍較廣（pH=2-10）,這增年夜 可以處置廢水的范

17、圍，不論酸性、堿性廢水，都對硫酸根自由基的 反應活性影響不年夜；5）不揮發(fā)或不發(fā)生氣體，不會招致濃度因 為揮發(fā)降低硫酸根自由基的產(chǎn)量；6）在水溶液中存在更長時間，一般情況存活時間可到達約 4s左右的半衰期，較長的繼續(xù)時長為 其更多的降解有機污染物贏得了時間.例題：TiO2在紫外光白作用下，可以降解活性染料 X3B.實驗發(fā) 現(xiàn)，當在溶液中加入少量的 Fe3+后,X3B的降解速率年夜年夜增加. 試解釋原因.答：Fe3+篡奪光生電子的能力要年夜于分子氧 .Fe3+通過快速轉(zhuǎn)移 光生電子，抑制了載流子的復合，增加了空穴濃度.因此,X3B的降解 速率年夜年夜加快.什么是高級氧化技術(shù)？環(huán)境光催化技術(shù)的共性

18、？時間：二O二一年七月二十九日時間：二O二一年七月二十九日答：高級氧化技術(shù)是指以羥基自由基為主要氧化物種的氧化過程.經(jīng)常使用的高級氧化技術(shù)有TiO2光催化、雜多酸光催化、Photo-fenton 反應、Fe3+光解和配:菁光敏化等.這些光催化技術(shù)的共性是發(fā)生具有強氧化能力的活性氧物種 ，如空穴（h+）、羥基自由 基（？OH、單線態(tài)氧（O21）和超氧自由基（O2?-）等.在這些活性 物種的作用下，有機污染物不竭地發(fā)生氧化降解 ，直至完全礦化.Photo-fenton反應降解有機污染物的原理？Fenton反應原理：Fe2+離子能增進 H2O2的分解，發(fā)生羥基自由基，自身被氧化為 Fe3+.Fe3+也可以被H2O2還原，實現(xiàn)自身的循環(huán)，而H2O2被氧化為 超氧自由基.羥基自由基和超氧自由基具有很強的氧化能力，使水中的有機污染物發(fā)生降解和礦化.在光的作用下,Fenton反應的速率年夜年夜加快.因而，有光介入的Fenton反應，又被稱為Photo-fenton 反應.貴金屬概況堆積對 TiO2光活性有什么