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臭氧氧化機理
閱讀量:845 發表時間:2023-03-20

臭氧是一種強氧化劑,氧化能力要大大高于氯和二氧化氯。隨著社會的不斷發展,對于水資源的要求也是越來越高,在一些發達國家已經開始使用臭氧等一些氧化技術進行污水處理,從而能夠更好地確保水的質量。

目前臭氧化過程主要包括兩個方面:一直接進行臭氧反應。二間接進行催化反應。

在直接進行臭氧氧化反應的過程中主要采用兩種方式,即偶極加成反應以及親電取代反應。對于偶極加成反應主要是因為臭氧的具有偶極結構,因此在發生反應的過程中會和含不飽和鍵的有機物進行加成反應,從而達到要求。對于親電取代反應主要是因為帶有吸電子基團的芳香族類化合物,包括-COOH、-NO2、-Cl等基團,他們和臭氧很難進行反應,因此在發生該類反應的時候會具有一定的選擇性。通常情況下,臭氧直接氧化有機物最好是在酸性的條件下發生,其雖然反應非常慢,但是具有很好的選擇功能,氧化產物也為有機酸類,再次發生氧化比較困難,同時每一個有機物的反應速度也相差很大。

雖然臭氧的氧化性非常強,但是因為具有很高的選擇性,因此在發生反應的過程中很難進行污水的去除。隨著科學技術的不斷發展,對于這方面的研究也是越來越多,在進行臭氧水處理方面也不斷地進行完善,目前會使用均相催化和非均相催化臭氧來達到有機物降解的目的。

間接催化反應主要是臭氧能夠直接或者是通過觸發反應、增殖反應以及終結反應產生的自由基氧化許多種化合物,對于每一種反應都會有不同的自由基產生。自由基和水中有機物反應的速度非???,同時不需要進行選擇,在其中非常關鍵部分是羥基自由基。羥基自由基是最為常見的一種氧化劑,其氧化電極電位只小于氯,其優點是能夠快速的和有機物發生反應,并且不需要進行選擇,容易和氣不同位置的有機物進行反應,產生易氧化的中間產物。對于這些自由基因為速度反應速度非???,目前反應的速率已經達到了106~109L/mol?s,因此每一種有機物的催化臭氧反應速度都差不多,因此也就造成了自由基型反應選擇性低。


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2021-01-04
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