[發明專利]一種測定不同自由氯與反應物的二級反應速率常數的方法

在審

• 申請號: 202210361257.4
• 申請日: 2022-04-07
• 公開（公告）號: CN114636782A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 方晶云;楊欣;王安娜;石力旋
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01N31/00
• 分類號: G01N31/00
• 代理公司: 深圳市創富知識產權代理有限公司 44367
• 代理人: 高冰

本發明涉及氯消毒技術領域，具體涉及一種測定不同自由氯與反應物的二級反應速率常數的方法，包括以下步驟：在pH小于6下，改變Cl^?濃度，擬合得到反應物降解的擬一級反應速率常數；通過Cl^?濃度和擬一級反應速率常數的線性關系，得到Cl₂與反應物的二級反應速率常數；固定Cl₂與反應物的二級反應速率常數，在pH小于8下將過量自由氯加入到含有反應物的溶液中，改變FAC投量，擬合得到反應物降解的擬一級反應速率常數；同時得到HOCl和Cl₂O與反應物的二級反應速率常數。只需改變體系的pH值、Cl濃度和FAC投量，操作簡單，結果準確，同時檢測成本低、范圍廣，有助于揭示不同氯活性物對污染物的去除作用和機理。

技術領域

本發明涉及氯消毒技術領域，具體涉及一種測定不同自由氯與反應物的二級反應速率常數的方法。

技術背景

自由氯(FAC)是全球飲用水消毒工藝中使用最廣泛的氧化劑。其中，濃度最高的FAC是HOCl和OCl-。由于HOCl(E₀＝1.48V)的氧化性強于OCl-(E₀＝0.89V)，因此在pH小于8條件下，HOCl被視為起主導作用的氧化劑。除了HOCl/OCl-以外，FAC還包括Cl₂和Cl₂O。FAC活性物之間可以通過改變pH值、Cl-濃度和FAC投量等因素實現相互轉化。通常情況下，HOCl本身可以轉化為Cl₂O；酸性(pH小于5)或者高Cl-濃度環境易促進HOCl轉化為Cl₂。

Cl₂和Cl₂O可以通過親電取代與抗生素、殺蟲劑、芳香醚類等污染物進行反應，其二級反應速率常數在10⁴-10⁶M^-1s^-1，比HOCl與其的二級反應速率常數高3至5個數量級。但是，目前關于Cl₂和Cl₂O與有機物的反應活性的研究十分有限，對于其二級反應速率常數的測定方法鮮有報道。因此，有必要開發一種簡單且準確的方法，測定不同FAC活性物與反應物的二級反應速率常數。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的問題，提供一種測定不同自由氯與反應物的二級反應速率常數的方法。

本發明的目的通過以下技術方案予以實現：

一種測定不同自由氯與反應物的二級反應速率常數的方法，包括以下步驟：

S1.在pH小于6下，將過量自由氯加入到含有反應物的溶液中，改變Cl^-濃度，擬合得到反應物降解的擬一級反應速率常數；

S2.通過Cl^-濃度和擬一級反應速率常數的線性關系，得到Cl₂與反應物的二級反應速率常數；

S3.固定Cl₂與反應物的二級反應速率常數，在pH小于8下將過量自由氯加入到含有反應物的溶液中，改變FAC投量，擬合得到反應物降解的擬一級反應速率常數；

S4.通過反應速率方程，同時得到HOCl和Cl₂O與反應物的二級反應速率常數；

所述線性關系和反應速率方程為其中，k_obs為擬一級反應速率常數，[Cl₂]，[Cl₂O]和[HOCl]分別表示Cl₂、Cl₂O和HOCl的濃度；和k_HOCl分別表示Cl₂、Cl₂O和HOCl與反應物的二級反應速率常數。