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2019-03-18    来源:北京同林臭氧实验站   浏览量:    
鉴于臭氧的强氧化性,氧化还原电位2.07V,单质中仅低于 F2(3.06V)。而水解产生的活性羟基:OH,氧化还原电位高达 2.80V。是非常理想的氧化材料。可以通过气相、液相对金属或者非金属进行氧化。

1 臭氧的氧化机理
   臭氧能够氧化大多数有机物,特别是氧化难以降解的物质,效果良好。臭氧在与水中有机物发生反应过程中,通常伴随着直接反应和间接反应两种途径,不同反应途径的氧化产物不同,且受控的反应动力学类型也不同。
(1)直接氧化反应
    臭氧直接反应是对有机物的直接氧化,反应速率较慢,反应具有选择性,反应速率常数在 1.0~103M-1S-1范围内。由于臭氧分子的偶极性、亲电、亲核性,臭氧直接氧化机理包括 Criegree 机理、亲电反应、亲核反应三种。
(2)间接氧化反应
    臭氧间接反应是有自由基参与的氧化反应,过程中产生了•OH,氧化还原电位高达 2.80V,自由基作为二次氧化剂使得有机物迅速氧化,属于非选择性瞬时反应,反应速率常数为 108~1010M-1S-1,氧化效率大大高于直接反应。此外•OH 与有机物发生的反应主要有三种:脱氢反应(Hydrogen  abstraction),亲电加成( Electrophilic addition),转移电子(Electron transfer reaction)。

2  臭氧氧化法的影响因素
⑴  臭氧浓度
    由于臭氧在水中的溶解度比较小,提高臭氧的浓度能够提高改变臭氧在水中中的溶解平衡,使水中臭氧的浓度上升,进而提高臭氧氧化的效果。
⑵  体系的 pH
    反应体系的pH对臭氧氧化降解的影响非常大。体系的 pH会直接影响以羟基自由基为主的各类自由基的产生。
⑶  体系的温度
    体系温度对反应速率有明显的影响,温度升高有助于提高臭氧分子在水溶液中自分解产生自由基的浓度,同时温度提高有助于水溶液的污染物分子与臭氧分子或是自由基的平均分子动能,有利于污染物分子与臭氧分子或是自由基的碰撞,从而提高氧化降解的速率。
北京科技大学催化氧化试验现场

北京科技大学催化氧化试验现场

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