1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
高级氧化又称深度氧化技术,是 20世纪 80 年代发展起来的一种用于处理难降解有机污染物的新技术。它能产生大量非常活泼的羟基自由基oh,oh作为反应的中间产物,可直接与废水中的污染物反应,将其降解为二氧化碳、水和盐,不会产生二次污染。高级氧化技术很容易控制而且可作为单独处理的同时又可与其他处理过程相配合[1]。
如今应用过硫酸盐活化产生硫酸根自由基so4-的高级氧化研究随着其的不断深入,己成为该领域发展的焦点。硫酸根自由基的活化技术主要有以下几种[2]:加热活化技术,热活化方式主要通过温度升高,提供足够的活化能迫使键断裂,产生硫酸根自由基;紫外光活化,因为过氧酸根中的氧-氧键在波长小于270nm的紫外光照射下发生断裂反应,溶液中可生成硫酸根自由基;过渡金属离子活化法,其利用不同过渡金属离子(ag ,co2 ,cu2 ,fe2 ,mn2 ,ce2 等)催化过硫酸盐(过一硫酸盐,过二硫酸盐)产生硫酸根自由基,该方法与其他活化方式相比,可以不用在高温加热或是紫外下即可产生硫酸根自由基,更加简便易行,在实验室条件下更容易实现,并且节约能源,被认为是产生硫酸根自由基利用较普遍的方法也是较好的方法[3];fe0活化法,是近些年新兴起硫酸根自由基活化技术,零价铁的活化原理可能是fe0中的电子可能会直接转移到过硫酸盐中产生了硫酸根自由基,或是在铁的表面有被氧化的feo,其中的fe2 发生活化反应[4]。
近年来,活化过硫酸盐作为一种新型的高级氧化技术在环境污染治理得以应用发展。mikutta r.等对比利用过一硫酸盐,naclo和h2o2三者产生自由基对底下水中或土壤中含有的有机物进行处理,发现硫酸根自由基去除污染物条件最为温和,而且ph适用的范围较宽[5]。在脱色应用中,有基于硫酸根自由基的过硫酸钠高级氧化法氧化降解偶氮染料 ao7 的机理,发现热与 zvi 联合活化体系对 ao7 的降解是两段一级动力学过程,它们的协同活化效应增加了 ao7 降解反应的效率[6],另外,还有采用零价铁(zvi) 活化过硫酸钠(ps)产生硫酸根自由基的高级氧化技术处理造纸废水二级出水,结果发现,在一定的条件下,废水的codcr降解率和色度去除率都达到较高的水平[7]。在去除多环芳烃的运用中,有运用co(ii)活化过氧化单硫酸盐(pms)产生硫酸根自由基的高级氧化方法对2,4,6一三氯苯酚进行降解,研究了co/pms/2,4,6-tcp、c1/co/pms/2,4,6-tcp和ci/pms/2,4,6-tcp三个体系中2,4,6-三氯苯酚的降解动力学及其反应机理[8], li等用ag 离子活化ps常温情况下,降解各类水体中的二苯胺效果也较为良好[9]。在大气中,adewuyi 和owusu通过实验首次研究了将过硫酸盐用于氮氧化物的处理,验证了pms作为氧化剂可以同时吸收氧化尾气处理中的no和so2,并指出硫酸根自由基的存在提高了no的溶解量和转化率[10]。
2. 研究的基本内容和问题
研究的目标:
由于硫酸根自由基的氧化还原电位为 2.60v,而氯离子的氧化还原电位为 1.358v,所以推断硫酸根自由基能氧化氯离子。本实验旨在验证在这项技术中是否能够生成有机氯化物,若能够生成,会形成哪些化合物。为以后使用此项技术中避免二次污染提供资料。
研究内容:
3. 研究的方法与方案
研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析
研究方法及技术路线:
在水相中,用过渡金属离子co2 来活化过硫酸盐,从而得到硫酸根自由基,来氧化有机物,有机物通常用腐殖酸或相似的成分,另外再人为的加入卤素(cl和br),用这四项进行实验。
4. 研究创新点
在查找相关文献的时候,发现,基于硫酸根自由基的高级氧化技术的应用在国内外已经十分多了,并且各项技术都已经在逐渐的趋向于成熟,但是往往都是好的评价偏多,技术的局限性没有得到重视或者还没有很多研究。本实验研究了此项技术可能产生的负面影响,从另一个方面来评价此项技术,也为了技术的更加成熟提供一定的资料。
5. 研究计划与进展
2014年2月 查询资料,掌握基础知识,做出实验假设以及预期。
2014年3、4月 进行实验,记录数据,调整实验方案
