[發明專利]一種羥基自由基溶液的制備方法和裝置

有效

• 申請號: 201410648748.2
• 申請日: 2014-11-14
• 公開（公告）號: CN104355388A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 白敏冬;張芝濤;白敏菂;鄭琦琳
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明屬于氣體放電物理和自由基化學技術領域，涉及一種基于高級氧化技術的氧等離子體注入氣液混溶制備羥基自由基溶液的方法和裝置。

背景技術

隨著中國經濟GDP每年以大于8％的速度快速增長，環境問題十分突出，正面臨著嚴重的環境危機，甚至威脅著人類的生存，并已嚴重地制約我國的經濟發展、和諧社會建設以及人民生活水平的提高。其中，有毒有機污染物對環境污染非常嚴重，這類污染物具有排放量大、污染面廣和常規的生化方法難以降解等特點，其污染控制一直是環境保護領域的研究熱點，盡管已研究開發了一系列處理工藝，但至今無法將有毒有機污染物徹底無害化，殘存的藥劑和產生新污染化合物會再次污染環境。這類污染物中含有致癌、致突變、致畸的三致物質，會嚴重地危害人們的身體健康。20世紀80年代建立了高級氧化技術(AOP或AOT)概念，是從根本上解決環境治理過程中的污染問題，實現零污染、零廢物排放，已成為當今環境工程領域研究的前沿。

高級氧化技術(AOT或AOP)是指產生羥基自由基(·OH)的過程，及其一系列的·OH鏈反應，其核心是羥基自由基(·OH)的制備。·OH的氧化還原電位E₀＝2.80V與氟相當，其氧化能力極強，是進攻性最強的化學物質之一；·OH具有非常高的反應速率常數(10⁹mol/L·s)，是其它氧化劑的10⁷倍以上，其化學反應屬于游離基反應，反應速度極快，在數秒內完成整個生化反應過程；·OH具有廣譜致死特性，在水中會誘發一系列的自由基鏈反應，氧化分解幾乎所有的生物體大分子、有機物和無機物，最終降解為CO₂、H₂O和微量無機鹽；·OH是綠色的強氧化劑，剩余的·OH分解成對環境無害的H₂O、O₂。

目前，國內外產生羥基自由基的方法主要有：

臭氧(O₃)法：以臭氧為主，結合紫外線(UV)照射、過氧化氫H₂O₂等的組合技術即O₃+UV、O₃+H₂O₂、O₃+H₂O₂+UV生成·OH的方法。金曉玲等(金曉玲，馬力強，李彥博等，UV/H₂O₂、UV/O₃和O₃體系中自由基產生效率的比較研究[J]，環境工程，2012,30增刊:412-416)研究表明，在1min反應時間，O₃和UV+O₃法生成的·OH濃度分別為1.17μmol/L和6.3μmol/L；處理濃度為100mg/L的苯酚，反應30min后苯酚完全降解，COD(化學需氧量)降低50％。