En l'actualitat, els problemes ambientals de la Xina encara són molt importants, fet que ha restringit seriosament el desenvolupament econòmic del meu país i la millora del nivell de vida de la gent. Entre ells, la matèria orgànica tòxica és molt greu a l'hora de contaminar el medi ambient. Aquest tipus de contaminants té les característiques de grans emissions, àmplia contaminació i dificultat de degradació. El seu control de la contaminació sempre ha estat un tema que els treballadors ambientals han estat treballant dur per explorar.
Quan estudiem i resolem la contaminació ambiental, no podem continuar seguint la ruta de recerca dels països estrangers. Hauríem d'emprar la ruta de la tecnologia d'oxidació avançada de baix consum, alta eficiència, zero contaminació i zero emissions de residus. Es pot veure que l'estudi d'un mètode ideal que no només segueixi els principis de la química verda i els requisits de la tecnologia d'oxidació moderna, sinó que també satisfà les necessitats de les condicions nacionals de la Xina s'ha convertit en un tema d'investigació que cal resoldre amb urgència.
Per tant, la tecnologia d'oxidació avançada resol el problema de la re-contaminació ambiental en el procés de tractament de tenyits casolans des de la font, i és el mètode ideal preferit. La capacitat oxidant dels radicals hidroxil és molt forta (potencial d'oxidació 2,80 V), que és gairebé equivalent al poder oxidant del fluor elemental. És una substància amb la més forta ofensivitat no selectiva.
Desenvolupament històric
Hoigne et al. (1976), Anasta et al. (2000), Liang Hanwen et al. (2002) van proposar respectivament els conceptes de química verda i tecnologia d'oxidació avançada, que es refereixen a la generació de radicals hidroxil (·OH) i una sèrie de reaccions en cadena ·OH per atacar els contaminants orgànics de l'aigua i degradar-los en aigua, diòxid de carboni i sals inorgàniques per aconseguir zero emissions contaminants i zero contaminació ambiental.
El 2002, Zhong Li et al. va proposar la idea d'ampliar la tecnologia d'oxidació avançada des del tractament de l'aigua fins al tractament de la contaminació de gasos. El 2007, Bai Mindong et al., el 2008, i Pan Qiaoyuan et al., el 2009, van dur a terme investigacions sobre la preparació de radicals hidroxil gasosos i la seva aplicació en la desulfuració i desnitrificació i van aconseguir l'èxit, cosa que va verificar encara més la idea de Zhong Li et al.
Conceptes bàsics
La tecnologia d'oxidació avançada (mètode o procés, denominat AOT o AOP) fa referència a la producció de ·OH, i la producció de ·OH indueix una sèrie de reaccions en cadena ·OH, que ataquen diversos contaminants orgànics i microorganismes de l'aigua, fins que es degraden en CO2, H2O i sals inorgàniques, resolent així fonamentalment els problemes de contaminació ambiental i aconseguint zero emissions contaminants i zero contaminació ambiental.
La tecnologia d'oxidació avançada es desenvolupa sobre la base de la millora contínua de l'eficiència de la producció i l'eficiència de l'aplicació de ·OH. En general, els processos que poden produir radicals hidroxil es poden classificar com a processos d'oxidació avançats, com ara el procés d'oxidació de l'ozó (O3), el procés d'oxidació de peròxid d'hidrogen (H2O2), el procés d'oxidació de diòxid de clor (ClO2), el procés d'irradiació ultraviolada (UV), els ultrasons. procés d'oxidació, procés de microones, etc.
El procés d'oxidació avançat té molts avantatges, com ara una forta capacitat d'oxidació, un ampli rang d'aplicació, condicions de funcionament fàcils de controlar i respectuós amb el medi ambient.
Explica la definició
El radical hidroxil (·OH) és una substància natural purificadora de contaminants. És un fort oxidant amb una forta funció de purificació de contaminants artificials.
Pot eliminar els contaminants de la part baixa de l'atmosfera i convertir-los en compostos inofensius o menys nocius, jugant un paper purificador i ajudant a reconstruir la capa d'ozó a l'estratosfera. Pot eliminar NOx, SO2, CH4 i altres substàncies de l'atmosfera.
Ataca diversos contaminants orgànics i microorganismes de l'aigua i els degrada en CO2, H2O i sals inorgàniques. Es pot veure que els radicals hidroxil poden resoldre fonamentalment els problemes de contaminació ambiental i aconseguir zero contaminació ambiental i zero emissions de residus.
Propietats bàsiques
Els radicals hidroxil tenen un alt potencial d'elèctrode d'oxidació
Els radicals hidroxil tenen un potencial d'elèctrode d'oxidació més alt que alguns altres oxidants forts utilitzats habitualment. Per tant, ·OH és un oxidant molt fort i té propietats espectrals.
·La reacció química de l'OH pertany a la reacció dels radicals lliures
. La velocitat de reacció química de l'OH és extremadament ràpida. Les constants de velocitat de reacció de les substàncies orgàniques que contenen enllaços CH i CC són majoritàriament per sobre de 109 L/(mol·s), arribant o superant el límit de velocitat de difusió [1010L/(mol·s)], que és 7 ordres de magnitud superior a la reacció. constant de velocitat de l'ozó.
Els radicals lliures tenen una alta electronegativitat o electrofilia
L'afinitat electrònica dels radicals hidroxil és de 569,3 kJ, la qual cosa és fàcil d'atacar punts d'alta densitat de núvols electrònics, la qual cosa determina que l'atac de ·OH té una certa selectivitat.
Per exemple, per a l'atac dels enllaços CH dels alcohols, l'ordre d'activitat de -H i -H és primari.<>
La reactivitat de l'hidrogen es pot augmentar amb els grups donadors d'electrons adjacents (-OH, -OR) i l'amida N, i es pot reduir per substituents altament electronegatius, i això també és cert per als compostos aromàtics. Quan hi ha un grup donador d'electrons a l'anell aromàtic, la densitat del núvol d'electrons a l'anell aromàtic disminueix, la qual cosa no afavoreix l'atac de ·OH, que també és la raó per la qual el nitrobenzè és difícil d'oxidar.
El temps de reacció de l'hidroxil és de 10 ~ 14 s
El temps de reacció del radical hidroxil és d'aproximadament 1 s; el temps de reacció per produir electrons hidratats (es) és de 10 ~ 12 s; el procés de reacció bioquímica és d'1 ~ 10 s. Vegeu la taula següent:
·OH indueix la reacció de radicals lliures
· L'OH, un cop format, induirà una sèrie de reaccions en cadena de radicals lliures, que destruiran completament o gairebé completament els contaminants i microorganismes, i finalment es degradaran en CO2, H20 i sals inorgàniques, sense residus nocius i tòxics, i aconseguiran zero contaminació i zero. emissions de residus.
Els radicals lliures estan lliures de contaminació
Els productes finals de l'excés de radicals hidroxil són H2O i O2 no tòxics.