[發(fā)明專利]制備自由長(zhǎng)壽命羥基自由基溶液的方法及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011509068.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN112811564B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧振炎;郭曉晗;楊陽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/72
• 分類號(hào): C02F1/72;C02F101/30;C02F101/34
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

本發(fā)明公開了一種制備自由長(zhǎng)壽命羥基自由基溶液的方法及其應(yīng)用，用酸溶液與水配制成酸性溶液，將雙氧水和顆粒的粒徑為微米尺度的鋁粉體加入酸性溶液中，形成懸濁液；對(duì)懸濁液加熱并攪拌，反應(yīng)，產(chǎn)生自由羥基自由基；然后用樹脂膜過濾掉懸濁液的產(chǎn)物溶液中的鋁顆粒及其它固體物質(zhì)，得到無色透明的自由長(zhǎng)壽命羥基自由基溶液。本發(fā)明使羥基自由基在水溶液中不依賴催化劑而能夠獨(dú)立存在。水溶液中自由且具有長(zhǎng)壽命的羥基自由基能夠更方便和高效地用于有機(jī)污染物的去除、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的檢測(cè)與消毒、微納米電子器件的制備等，避免了由于催化劑的存在而產(chǎn)生的二次污染?？蓱?yīng)用于水中有機(jī)污染物的去除、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的檢測(cè)與消毒、微納米電子器件制備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備可長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)的羥基自由基溶液的方法及其應(yīng)用，屬于環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域的高級(jí)氧化技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、工業(yè)化的推進(jìn)，水資源污染問題已成為影響我們生活、生產(chǎn)的嚴(yán)重問題。如何凈化我們的水資源、去除廢水中的污染物成為發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)及經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。水中污染物中重要的一類是有機(jī)污染物，它們來源于工業(yè)廢水向自然水體的排放、城市污水、農(nóng)業(yè)化肥和殺蟲劑的使用等等。如何有效去除水中的有機(jī)污染物是一技術(shù)難題，也是當(dāng)前環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域研究的前沿?zé)狳c(diǎn)問題。目前生物處理方法降解水中有機(jī)污染物的路徑，對(duì)可生化性差、相對(duì)分子質(zhì)量大的有機(jī)污染物處理困難，如何徹底降解和礦化水中的有機(jī)污染物需要發(fā)展新的方法。

高級(jí)氧化技術(shù)(AdvancedOxidationProcess,簡(jiǎn)稱AOPs)是上世紀(jì)80年代提出的降解水中有機(jī)污染物的高效技術(shù)，其機(jī)理是通過反應(yīng)產(chǎn)生暫態(tài)性的具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基OH·。羥基自由基OH·有非常高的氧化勢(shì)，E⁰＝2.8V；其值在自然界僅次于氟的氧化勢(shì)，E⁰＝3.06V；幾乎能無差別地有效降解和礦化水中的各種有機(jī)污染物，使它們轉(zhuǎn)化成水和二氧化碳。經(jīng)科學(xué)家們的不懈努力，已發(fā)展出適用各種需要的不同高級(jí)氧化技術(shù)，它們包括光化學(xué)氧化、催化濕式氧化、聲化學(xué)氧化、臭氧氧化、電化學(xué)氧化、Fenton氧化等技術(shù)。

在所有已發(fā)展的高級(jí)氧化技術(shù)中，羥基自由基OH·的存在是暫態(tài)的和不自由的，它們?cè)谒械膲勖挥?×10^-8秒量級(jí)，嚴(yán)重依賴于催化劑的存在。因此，發(fā)展制備具有長(zhǎng)壽命自由的羥基自由基OH^·的方法一直是這一領(lǐng)域追求的夢(mèng)想。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)有高級(jí)氧化技術(shù)中羥基自由基OH^·壽命短只能依賴催化劑暫態(tài)存在的問題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種制備自由長(zhǎng)壽命羥基自由基溶液的方法及其應(yīng)用，使羥基自由基在水溶液中不依賴催化劑而能夠獨(dú)立存在。水溶液中自由且具有長(zhǎng)壽命的羥基自由基能夠更方便和高效地用于有機(jī)污染物的去除、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的檢測(cè)與消毒、微納米電子器件的制備等，避免了由于催化劑的存在而產(chǎn)生的二次污染。

為達(dá)到上述發(fā)明創(chuàng)造目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種制備自由長(zhǎng)壽命羥基自由基溶液的方法，包括如下步驟：

a.用酸溶液與水配制成pH值不大于2的酸性溶液，將雙氧水和顆粒的粒徑為微米尺度的鋁粉體加入酸性溶液中，形成懸濁液；

b.對(duì)以上懸濁液加熱到不低于35℃，并攪拌進(jìn)行反應(yīng)至少2小時(shí)，發(fā)生如下反應(yīng)，產(chǎn)生自由羥基自由基：

2Al⁰+3O₂+6H⁺→2Al³⁺+3H₂O₂ (1)

Al⁰+3H₂O₂→Al³⁺+3OH^-+3OH^· (2)