Επί του παρόντος, τα περιβαλλοντικά προβλήματα της Κίνας εξακολουθούν να είναι πολύ έντονα, γεγονός που έχει περιορίσει σοβαρά την οικονομική ανάπτυξη της χώρας μου και τη βελτίωση του βιοτικού επιπέδου των ανθρώπων. Μεταξύ αυτών, η τοξική οργανική ύλη είναι πολύ σοβαρή για τη ρύπανση του περιβάλλοντος. Αυτός ο τύπος ρύπων έχει τα χαρακτηριστικά μεγάλων εκπομπών, ευρείας ρύπανσης και δυσκολίας αποικοδόμησης. Ο έλεγχος της ρύπανσης τους ήταν πάντα ένα θέμα για το οποίο οι περιβαλλοντικοί εργαζόμενοι εργάζονταν σκληρά για να εξερευνήσουν.
Όταν μελετάμε και λύνουμε την περιβαλλοντική ρύπανση, δεν μπορούμε να συνεχίσουμε να ακολουθούμε την ερευνητική οδό των ξένων χωρών. Θα πρέπει να ακολουθήσουμε την προηγμένη τεχνολογία οξείδωσης της χαμηλής κατανάλωσης, της υψηλής απόδοσης, της μηδενικής ρύπανσης και των μηδενικών εκπομπών αποβλήτων. Μπορεί να φανεί ότι η μελέτη μιας ιδανικής μεθόδου που όχι μόνο ακολουθεί τις αρχές της πράσινης χημείας και τις απαιτήσεις της σύγχρονης τεχνολογίας οξείδωσης, αλλά και τις ανάγκες των εθνικών συνθηκών της Κίνας έχει γίνει ένα ερευνητικό θέμα που πρέπει να επιλυθεί επειγόντως.
Ως εκ τούτου, η προηγμένη τεχνολογία οξείδωσης λύνει το πρόβλημα της επαναρρύπανσης του περιβάλλοντος στη διαδικασία επεξεργασίας οικιακής βαφής από την πηγή και είναι η προτιμώμενη ιδανική μέθοδος. Η οξειδωτική ικανότητα των ριζών υδροξυλίου είναι πολύ ισχυρή (δυναμικό οξείδωσης 2,80 V), η οποία είναι σχεδόν ισοδύναμη με την οξειδωτική ισχύ του στοιχειακού φθορίου. Είναι μια ουσία με την ισχυρότερη μη επιλεκτική επιθετικότητα.
Ιστορική εξέλιξη
Οι Hoigne et al. (1976), Anasta et al. (2000), Liang Hanwen et al. (2002) αντιστοίχως πρότειναν τις έννοιες της πράσινης χημείας και της προηγμένης τεχνολογίας οξείδωσης, που αναφέρεται στη δημιουργία ριζών υδροξυλίου (·ΟΗ) και μιας σειράς αλυσιδωτών αντιδράσεων ·ΟΗ για την επίθεση σε οργανικούς ρύπους στο νερό και την αποικοδόμησή τους σε νερό, διοξείδιο του άνθρακα και ανόργανα άλατα για την επίτευξη μηδενικών εκπομπών ρύπανσης και μηδενικής περιβαλλοντικής ρύπανσης.
Το 2002, οι Zhong Li et al. πρότεινε την ιδέα της επέκτασης της προηγμένης τεχνολογίας οξείδωσης από την επεξεργασία του νερού στην επεξεργασία της ρύπανσης αερίων. Το 2007, οι Bai Mindong et al., το 2008, και Pan Qiaoyuan et al., το 2009, διεξήγαγαν έρευνα σχετικά με την παρασκευή ριζών αερίου υδροξυλίου και την εφαρμογή τους στην αποθείωση και την απονιτροποίηση και πέτυχαν επιτυχία, η οποία επαλήθευσε περαιτέρω την ιδέα της Οι Zhong Li et al.
Βασικές έννοιες
Η προηγμένη τεχνολογία οξείδωσης (μέθοδος ή διεργασία, που αναφέρεται ως AOT ή AOP) αναφέρεται στην παραγωγή ·OH και η παραγωγή ·OH προκαλεί μια σειρά αλυσιδωτών αντιδράσεων ·ΟΗ, οι οποίες προσβάλλουν διάφορους οργανικούς ρύπους και μικροοργανισμούς στο νερό, έως ότου αποικοδομούνται σε CO2, H2O και ανόργανα άλατα, επιλύοντας ουσιαστικά προβλήματα περιβαλλοντικής ρύπανσης και επιτυγχάνοντας μηδενικές εκπομπές ρύπων και μηδενική περιβαλλοντική ρύπανση.
Η προηγμένη τεχνολογία οξείδωσης αναπτύσσεται με βάση τη συνεχή βελτίωση της απόδοσης παραγωγής και της αποτελεσματικότητας εφαρμογής του ·OH. Γενικά, οι διεργασίες που μπορούν να παράγουν ρίζες υδροξυλίου μπορούν να ταξινομηθούν ως προηγμένες διεργασίες οξείδωσης, όπως η διαδικασία οξείδωσης του όζοντος (O3), η διαδικασία οξείδωσης με υπεροξείδιο του υδρογόνου (H2O2), η διαδικασία οξείδωσης με διοξείδιο του χλωρίου (ClO2), η υπεριώδης (UV) διαδικασία ακτινοβόλησης, η υπερηχητική διαδικασία οξείδωσης, διαδικασία μικροκυμάτων, κ.λπ.
Η προηγμένη διαδικασία οξείδωσης έχει πολλά πλεονεκτήματα, όπως ισχυρή οξειδωτική ικανότητα, ευρύ φάσμα εφαρμογής, εύκολο έλεγχο των συνθηκών λειτουργίας και φιλικότητα προς το περιβάλλον.
Εξηγήστε τον ορισμό
Η ρίζα υδροξυλίου (·ΟΗ) είναι μια φυσική ουσία καθαρισμού ρύπων. Είναι ένα ισχυρό οξειδωτικό με ισχυρή λειτουργία καθαρισμού τεχνητών ρύπων.
Μπορεί να απομακρύνει τους ρύπους στα χαμηλότερα στρώματα της ατμόσφαιρας και να τους μετατρέψει σε αβλαβείς ή λιγότερο επιβλαβείς ενώσεις, παίζοντας καθαριστικό ρόλο και βοηθώντας στην αναδόμηση του στρώματος του όζοντος στη στρατόσφαιρα. Μπορεί να αφαιρέσει NOx, SO2, CH4 και άλλες ουσίες στην ατμόσφαιρα.
Προσβάλλει διάφορους οργανικούς ρύπους και μικροοργανισμούς στο νερό και τους αποικοδομεί σε CO2, H2O και ανόργανα άλατα. Μπορεί να φανεί ότι οι ρίζες υδροξυλίου μπορούν να λύσουν θεμελιωδώς προβλήματα περιβαλλοντικής ρύπανσης και να επιτύχουν μηδενική περιβαλλοντική ρύπανση και μηδενικές εκπομπές αποβλήτων.
Βασικές ιδιότητες
Οι ρίζες υδροξυλίου έχουν υψηλό δυναμικό ηλεκτροδίων οξείδωσης
Οι ρίζες υδροξυλίου έχουν υψηλότερο δυναμικό ηλεκτροδίου οξείδωσης από ορισμένα άλλα ευρέως χρησιμοποιούμενα ισχυρά οξειδωτικά. Επομένως, το ·OH είναι ένα πολύ ισχυρό οξειδωτικό και έχει φασματικές ιδιότητες.
·Η χημική αντίδραση του ΟΗ ανήκει στην αντίδραση ελεύθερων ριζών
. Η ταχύτητα χημικής αντίδρασης του ΟΗ είναι εξαιρετικά γρήγορη. Οι σταθερές ταχύτητας αντίδρασης των οργανικών ουσιών που περιέχουν δεσμούς CH και CC είναι ως επί το πλείστον πάνω από 109L/(mol·s), φτάνοντας ή υπερβαίνοντας το όριο ταχύτητας διάχυσης [1010L/(mol·s)], το οποίο είναι 7 τάξεις μεγέθους υψηλότερο από την αντίδραση σταθερά ρυθμού του όζοντος.
Οι ελεύθερες ρίζες έχουν υψηλή ηλεκτραρνητικότητα ή ηλεκτροφιλικότητα
Η συγγένεια ηλεκτρονίων των ριζών υδροξυλίου είναι 569,3 kJ, η οποία είναι εύκολο να επιτεθεί σε σημεία υψηλής πυκνότητας νέφους ηλεκτρονίων, γεγονός που καθορίζει ότι η επίθεση του ·OH έχει μια ορισμένη εκλεκτικότητα.
Για παράδειγμα, για την προσβολή των δεσμών CH των αλκοολών, η σειρά δραστηριότητας των -Η και -Η είναι Πρωτεύουσα<>
Η αντιδραστικότητα του υδρογόνου μπορεί να αυξηθεί από γειτονικές ομάδες που δότες ηλεκτρονίων (-ΟΗ, -OR) και το αμίδιο Ν, και να μειωθεί από εξαιρετικά ηλεκτραρνητικούς υποκαταστάτες, και αυτό ισχύει επίσης για αρωματικές ενώσεις. Όταν υπάρχει μια ομάδα που δίνει ηλεκτρόνια στον αρωματικό δακτύλιο, η πυκνότητα του νέφους ηλεκτρονίων στον αρωματικό δακτύλιο μειώνεται, κάτι που δεν ευνοεί την επίθεση του ·ΟΗ, που είναι επίσης ο λόγος για τον οποίο το νιτροβενζόλιο είναι δύσκολο να οξειδωθεί.
Ο χρόνος αντίδρασης του υδροξυλίου είναι 10~14 δευτερόλεπτα
Ο χρόνος αντίδρασης της ρίζας υδροξυλίου είναι περίπου 1 δευτερόλεπτο. ο χρόνος αντίδρασης για την παραγωγή ενυδατωμένων ηλεκτρονίων είναι 10~12s. η διαδικασία βιοχημικής αντίδρασης είναι 1~10s. Δείτε τον παρακάτω πίνακα:
·Το OH προκαλεί αντίδραση ελεύθερων ριζών
· Το OH, μόλις σχηματιστεί, θα προκαλέσει μια σειρά από αλυσιδωτές αντιδράσεις ελεύθερων ριζών, οι οποίες θα καταστρέψουν πλήρως ή σχεδόν πλήρως τους ρύπους και τους μικροοργανισμούς και τελικά θα αποικοδομηθούν σε CO2, H20 και ανόργανα άλατα, χωρίς επιβλαβή και τοξικά υπολείμματα, και θα επιτύχουν μηδενική ρύπανση και μηδενική εκπομπών αποβλήτων.
Οι ελεύθερες ρίζες είναι απαλλαγμένες από ρύπανση
Τα τελικά προϊόντα της περίσσειας ριζών υδροξυλίου είναι μη τοξικά H2O και O2.
