基于亚硫酸盐的高级氧化技术及其反应机制研究进展

近年来,基于亚硫酸盐的高级氧化技术(S(Ⅳ)-AOPs)受到广泛关注,但活化S(Ⅳ)过程中涉及各种含硫自由基和非自由基物种的转化,使得S(Ⅳ)-AOPs的反应机制较为复杂,同一种S(Ⅳ)-AOP的反应机制常常存在争议.然而,鲜有研究对现有的S(Ⅳ)-AOPs及其反应机制进行较为详细的分类与总结.基于此,总结了S(Ⅳ)的理化性质以及S(Ⅳ)-AOPs中含硫自由基的转化机制,综述了各类活化S(Ⅳ)的方法,系统阐述了S(Ⅳ)-AOPs的反应机制、活性氧化剂的产生及贡献,解析了影响S(Ⅳ)-AOPs氧化水中污染物效能的因素.针对目前S(Ⅳ)-AOPs的研究现状和需求进行展望,以期为S(Ⅳ)-AOPs在水污染控制领域的应用提供参考.

抗氧剂亚硫酸钠、亚硫酸氢钠及焦亚硫酸钠氧化反应速率常数的测定

为评价抗氧剂的抗氧化能力,测定了抗氧剂亚硫酸钠、亚硫酸氢钠及焦亚硫酸钠在水溶液中与氧反应的速率常数.在溶液中连续通入足量的氧气,维持溶解氧浓度恒定.用碘量法测定亚硫酸钠、亚硫酸氢钠及焦亚硫酸钠在水溶液中不同时刻的浓度,用氧电极测定溶液中溶解氧的浓度,作出亚硫酸钠、亚硫酸氢钠及焦亚硫酸钠的降解曲线,计算亚硫酸钠、亚硫酸氢钠及焦亚硫酸钠氧化反应速率常数.结果表明,亚硫酸钠、亚硫酸氢钠及焦亚硫酸钠在水溶液中与氧的反应均为零级反应.由于在溶液中这三种抗氧剂存在解离平衡,当溶液的pH值相同时这三种抗氧剂实质上是一样的,其平均表观反应速率常数在25℃温度和pH6.8,4.0及9.2条件下分别为(1.34±0.03)×10-3,(1.20±0.02)×10-3和(6.58±0.02)×10-3mol?L-1?h-1.

抗氧剂L-抗坏血酸在水溶液中氧化反应速率常数的测定

目的测定抗氧剂L-抗坏血酸在3种缓冲溶液中与氧反应的速率常数。方法反应液中持续通入空气,在保证溶液中氧浓度恒定的情况下,用碘量法测定不同时刻抗坏血酸溶液的浓度,作出降解曲线,拟合降解公式并计算降解速率常数。结果抗坏血酸在中性和弱碱性溶液中为表观一级反应,氧化反应速率常数分别为(9.24±0.8)×10-3h-1,(100±1)×10-3h-1;在弱酸性溶液中为表观1/2级反应,氧化反应速率常数为(8.73±0.14)×10-5mol1/2·L-1/2·h-1。结论在弱碱性条件下L-抗坏血酸反应速率较快,抗氧化能力较弱;在中性和弱酸性条件下反应速率较慢,抗氧化能力较强。

甲醛合次硫酸氢钠氧化反应速率常数的测定

目的测定甲醛合次硫酸氢钠在水溶液中与氧反应的反应速率常数。方法在不断通入空气的情况下,采用碘量法测定甲醛合次硫酸氢钠在水溶液中不同时刻的浓度,作出降解曲线,并计算反应速率常数。结果甲醛合次硫酸氢钠在溶液中为假一级反应,在碱性、中性和弱酸性条件下反应速率常数分别为5.185×10-4h-1、4.404×10-4h-1和4.909×10-3h-1。结论甲醛合次硫酸氢钠在弱酸性条件下抗氧能力较强,在中性和弱碱性条件下较弱。

注二氧化碳置换天然气水合物反应速率常数二元线性预测方程

针对二氧化碳置换天然气水合物置换效率低、任意温度和压力下置换反应速率常数求取困难等问题,在填砂多孔介质中合成了水合物饱和度约为80%的实验样品,开展注二氧化碳定容置换与吞吐置换甲烷水合物实验。实验采用色谱分析确定置换过程中气样化学组分变化和置换率,基于化工热力学理论计算置换推动力,通过数据反演和多元线性回归建立置换反应速率常数的计算方程。结果发现,相同条件下,吞吐置换的置换率较定容置换平均提高45%,置换反应速率常数与温度和压力呈二元线性定量关系。基于此定量关系预测的置换反应速率与实验结果的误差小于5%,实现了任意温度和压力下置换反应速率常数的准确计算。

DIS技术测定化学反应速率常数的深入探究

分析DIS技术在高中化学实验教学中的应用现状，尝试利用相对压强传感器和电导率传感器，测定过氧化氢分解反应及乙酸乙酯皂化水解反应速率常数k，并计算得到乙酸乙酯皂化反应的表观活化能Ea。在实验设计和探究过程中，拓宽了DIS技术的应用范围，培养了学生的科学素养和探究精神。

N-乙酰-L-半胱氨酸溶液氧化反应速率常数的测定

目的测定N-乙酰-L-半胱氨酸(NAC)在水溶液中氧化反应的速率常数。方法在一定温度下,向反应液中持续通入空气,以维持溶解氧浓度恒定,利用氧电极测定氧的浓度;采用碘量法测定NAC在水溶液中不同时刻的浓度,计算氧化反应降解速率常数。结果试验温度下,在pH9.0、pH6.8的缓冲溶液中,NAC与氧的反应均为表观零级反应,298.2 K时平均表观反应速率常数分别为8.03×10-3、0.08 mmol.L-.1h-1;而在pH4.0的缓冲溶液中,NAC与氧的反应为表观一级反应,298.2 K时,平均表观反应速率常数为0.02 h-1。结论弱碱性和中性条件下反应速率较慢,NAC的抗氧化能力较强;在弱酸性条件下反应速率较快,抗氧化能力较弱。在NAC溶液的初始浓度及pH相同条件下,温度升高,表观反应速率常数增大。

基于过硫酸盐的高级氧化技术研究进展

近年来,基于过硫酸盐高级氧化技术受到广泛关注,鲜有研究对现有的过硫酸盐高级氧化技术及其反应机制进行较为详细的分类与总结。基于此,总结了过硫酸盐中含硫自由基的转化机制,综述了各类活化过硫酸盐方法,系统阐述了过硫酸盐高级氧化技术的反应机制,解析了影响过硫酸盐高级氧化技术氧化水中污染物效能的因素。针对目前过硫酸盐高级氧化技术的研究现状和需求进行展望,为过硫酸盐高级氧化技术在水污染控制领域的应用提供参考。

抗氧剂L-半胱氨酸盐酸盐在水溶液中的氧化反应速率常数

目的测定抗氧剂L-半胱氨酸盐酸盐在水溶液中与氧反应的速率常数,并评价其抗氧化能力。方法在25℃、35℃、45℃下,向反应液中持续通入空气以维持溶解氧浓度恒定,并用氧电极测定其浓度;用碘量法测定L-半胱氨酸盐酸盐在水溶液中不同时刻的浓度,做出降解曲线,计算各温度下的氧化降解速率常数。结果25℃时,L-半胱氨酸盐酸盐在pH4.0、pH6.8缓冲溶液中与氧的反应均为表观零级反应,而在pH9.0缓冲溶液中为表观一级反应。3个不同pH条件下的表观反应速率常数分别为7.78、30.1μmol.L-1.h-1、5.03×10-2h-1。结论L-半胱氨酸盐酸盐在弱酸性条件下,反应速率较慢,抗氧化能力较弱;在中性和弱碱性条件下反应速率较快,抗氧化能力较强。

高级氧化技术降解水中PPCPs的研究进展

由于药品和个人护理产品(pharmaceutical and personal care products,PPCPs)成分复杂且结构差异大,传统水处理技术难以完全去除水环境中的PPCPs。基于此,阐述了水环境中PPCPs的来源与危害,重点分析了高级氧化技术对PPCPs的降解效能和作用机制,探讨了光催化膜反应器降解废水中PPCPs的可行性,以实现PPCPs的高效降解及资源化利用。

C_2H_3+NO_2反应速率常数的研究

利用激光光解C2H3Br产生C2H3自由基,在气相298K,总压2.66×103Pa的条件下,研究C2H3与NO2的反应,用激光光解-激光诱导荧光(LP-LIF)检测中间产物OH自由基的相对浓度随着反应时间的变化关系,报导了双分子反应C2H3+NO2的速率常数kC2H3+NO2=(1.8±0.05)×10-11cm3·molec.-1·s-1,同时也得到OH+NO2反应的速率常数kOH+NO2=(2.1±0.15)×10-12cm3·molec.-1·s-1.

微分法确定简单一级反应的速率常数

本文提出用微分法确定简单一级反应的速率常数。该法的特点是不用测定无限长时间的物理量。文章给出了方法的原理和确定步骤，并进行了误差分析。在一些具体实例的讨论中和Ｇｕｇｇｅｎｈｅｉｍ法作了比较。

高级氧化技术与含酚废水处理

高级氧化技术是利用羟基自由基强氧化作用,降解废水中的酚类化学物,可以避免废水处理过程中二次污染的发生,是含酚废水处理的理想绿色技术。介绍了羟基自由基的性质、制备方法以及在废水处理方面的应用,综述了Fenton、类Fenton、O3/H2O2、O3/UV、H2O2/UV、电晕放电、水力空化强化等高级氧化技术的研究现状。

甲基丙烯酸甲酯自由基本体聚合反应动力学(Ⅰ)——自由基的构象和浓度、链增长速率常数k_p

采用TM_(110)谐振腔和Ф2mm样品管,记录了以N,N-二甲基苯胺与过氧化苯甲酰为引发体系的甲基丙烯酸甲酯本体聚合反应过程中增长自由基的ESR谱。由此得到反应过程中的增长自由基浓度及其构象。计算了链增长反应速率常数k_(p)。结果表明:链增长反应为扩散控制过程。

Na_2CO_3对乙酸乙酯皂化反应速率常数测定结果的影响

氢氧化钠易吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钠.如果配置的氢氧化钠溶液中含有碳酸钠,就会影响其浓度的准确标定,进而影响乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定结果.通过探究反应物中碳酸钠对乙酸乙酯皂化反应速率常数的影响,初步探讨了该实验的改进方案.结果表明:随着碳酸钠浓度的不断增加,测得的反应速率常数不断增大;但当碳酸钠的浓度增大到一定浓度后,反应速率常数测定值变化趋于平缓;当碳酸钠的浓度超过0.010mol/L时,测得的反应速率常数数值急剧变小,这可能是由于实际氢氧化钠溶液浓度远低于标定值的原因造成的.建议:利用稀释饱和氢氧化钠溶液的方法配置实验所需的氢氧化钠溶液.该方法既省时,又可以尽量避免碳酸钠对实验结果的影响,适合在本科生物理化学实验教学中进行推广.

3-甲基丁酮与OH自由基反应的速率常数及其机理研究

在(298±3)K的温度下,采用相对速率法测得了3-甲基丁酮与OH自由基在气相中的反应速率常数:k=(2·6±0·4)×10^(-12)cm^3·molecule^(-1)·s^(-1).该结果与根据结构活性法估算的结果相一致.实验中还测定了该反应的主要产物:丙酮、甲醛和过氧乙酰基硝酸酯(PAN),讨论了该气体在NOx存在下与OH自由基反应的机理.根据上述实验结果讨论了3-甲基丁酮对对流层臭氧浓度的影响:3-甲基丁酮在大气对流层中的氧化反应活性不高,它的主要氧化产物丙酮同样具有低的反应活性.因此,3-甲基丁酮对大气中臭氧生成的贡献不是很大.

停流技术及其在高级氧化过程研究中的应用

高级氧化过程研究需要如臭氧化、·OH自由基反应等快速反应的动力学信息 .停流技术可测定反应在毫秒级内完成的快速反应速率常数 ,跟踪反应历程 .本文介绍了停流技术的基本原理、研究现状和发展 。

高级氧化技术Fenton法在污水处理工艺中的现状及其应用进展

铁作为过渡金属,具有良好的催化性能,在自然界中储量丰富,而且铁离子是很好的絮凝沉淀剂,可促进废水中有机污染物的去除,非常适于在大规模污水处理工艺中应用。本文对高级氧化技术中Fenton法进行了详细介绍,从其工艺机理、优缺点、工艺过程影响因素以及实际应用这四个方面进行了论述。

19种偶氮染料臭氧氧化反应速率研究

研究了臭氧与19种偶氮染料的反应动力学,实验结果表明:臭氧与偶氮染料的反应为一级动力学反应,且反应速率方程的相关系数均大于0.9800.通过臭氧与偶氮染料反应的表观速率常数,计算得到了19种偶氮染料的半衰期,且偶氮染料的半衰期均在19s～78s之间.为印染废水处理提供了相关依据.

基于高级氧化技术处理乙烯生产废碱液的研究

研究了UV/H2 O2 ,UV/O3 和UV/H2 O2 /O3 三种高级氧化体系处理乙烯装置所排放废碱液的特点。对于UV/H2 O2 体系 ,随着H2 O2 剂量的增加 ,COD的去除率以及处理液的可生化性 (BOD∶COD值 )都随之增大 ,其性能也好于单独的H2 O2 体系 ,该体系在最佳条件下 ,COD的去除率达到 6 8% ,BOD/COD值从 0 .2 2增大到 0 .5 2 ;对于UV/O3 体系 ,随着O3 剂量的增加 ,COD的去除率及处理液的可生化性 (BOD∶COD值 )也都随之增大 ,其性能也好于单独的O3 体系。该体系在最佳条件下 ,COD的去除率达到 5 4 % ,可生化性 (BOD/COD值 )从 0 .2 2增大到 0 .4 8;对于UV/H2 O2 /O3 体系 ,其COD去除率比UV/O3 体系高出 2 2 .0 %。