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實驗現(xiàn)場
北京科技大學(xué)實驗現(xiàn)場
來源：www.wt128.cn 發(fā)布時間：2019-07-01 22:05:32 瀏覽次數(shù)：
單位名稱：北京科技大學(xué)
實驗內(nèi)容：污水實驗
臭氧機型：M系列+3S-J5000

鑒于臭氧的強氧化性，氧化還原電位2.07V，單質(zhì)中僅低于 F2(3.06V)。而水解產(chǎn)生的活性羥基：OH，氧化還原電位高達 2.80V。是非常理想的氧化材料。可以通過氣相、液相對金屬或者非金屬進行氧化。

1 臭氧的氧化機理
   臭氧能夠氧化大多數(shù)有機物，特別是氧化難以降解的物質(zhì)，效果良好。臭氧在與水中有機物發(fā)生反應(yīng)過程中，通常伴隨著直接反應(yīng)和間接反應(yīng)兩種途徑，不同反應(yīng)途徑的氧化產(chǎn)物不同，且受控的反應(yīng)動力學(xué)類型也不同。
（1）直接氧化反應(yīng)
    臭氧直接反應(yīng)是對有機物的直接氧化，反應(yīng)速率較慢，反應(yīng)具有選擇性，反應(yīng)速率常數(shù)在 1.0~103M-1S-1范圍內(nèi)。由于臭氧分子的偶極性、親電、親核性，臭氧直接氧化機理包括 Criegree 機理、親電反應(yīng)、親核反應(yīng)三種。
（2）間接氧化反應(yīng)
    臭氧間接反應(yīng)是有自由基參與的氧化反應(yīng)，過程中產(chǎn)生了•OH，氧化還原電位高達 2.80V，自由基作為二次氧化劑使得有機物迅速氧化，屬于非選擇性瞬時反應(yīng)，反應(yīng)速率常數(shù)為 108~1010M-1S-1，氧化效率大大高于直接反應(yīng)。此外•OH 與有機物發(fā)生的反應(yīng)主要有三種：脫氫反應(yīng)（Hydrogen  abstraction），親電加成( Electrophilic addition)，轉(zhuǎn)移電子(Electron transfer reaction)。

2  臭氧氧化法的影響因素
⑴  臭氧濃度
    由于臭氧在水中的溶解度比較小，提高臭氧的濃度能夠提高改變臭氧在水中中的溶解平衡，使水中臭氧的濃度上升，進而提高臭氧氧化的效果。
⑵  體系的 pH
    反應(yīng)體系的pH對臭氧氧化降解的影響非常大。體系的 pH會直接影響以羥基自由基為主的各類自由基的產(chǎn)生。
⑶  體系的溫度
    體系溫度對反應(yīng)速率有明顯的影響，溫度升高有助于提高臭氧分子在水溶液中自分解產(chǎn)生自由基的濃度，同時溫度提高有助于水溶液的污染物分子與臭氧分子或是自由基的平均分子動能，有利于污染物分子與臭氧分子或是自由基的碰撞，從而提高氧化降解的速率。

北京科技大學(xué)催化氧化試驗現(xiàn)場

北京科技大學(xué)催化氧化試驗現(xiàn)場

鑒于臭氧的強氧化性，氧化還原電位2.07V，單質(zhì)中僅低于 F2(3.06V)。而水解產(chǎn)生的活性羥基：OH，氧化還原電位高達 2.80V。是非常理想的氧化材料。可以通過氣相、液相對金屬或者非金屬進行氧化。

1 臭氧的氧化機理
   臭氧能夠氧化大多數(shù)有機物，特別是氧化難以降解的物質(zhì)，效果良好。臭氧在與水中有機物發(fā)生反應(yīng)過程中，通常伴隨著直接反應(yīng)和間接反應(yīng)兩種途徑，不同反應(yīng)途徑的氧化產(chǎn)物不同，且受控的反應(yīng)動力學(xué)類型也不同。
（1）直接氧化反應(yīng)
    臭氧直接反應(yīng)是對有機物的直接氧化，反應(yīng)速率較慢，反應(yīng)具有選擇性，反應(yīng)速率常數(shù)在 1.0~103M-1S-1范圍內(nèi)。由于臭氧分子的偶極性、親電、親核性，臭氧直接氧化機理包括 Criegree 機理、親電反應(yīng)、親核反應(yīng)三種。
（2）間接氧化反應(yīng)
    臭氧間接反應(yīng)是有自由基參與的氧化反應(yīng)，過程中產(chǎn)生了•OH，氧化還原電位高達 2.80V，自由基作為二次氧化劑使得有機物迅速氧化，屬于非選擇性瞬時反應(yīng)，反應(yīng)速率常數(shù)為 108~1010M-1S-1，氧化效率大大高于直接反應(yīng)。此外•OH 與有機物發(fā)生的反應(yīng)主要有三種：脫氫反應(yīng)（Hydrogen  abstraction），親電加成( Electrophilic addition)，轉(zhuǎn)移電子(Electron transfer reaction)。

2  臭氧氧化法的影響因素
⑴  臭氧濃度
    由于臭氧在水中的溶解度比較小，提高臭氧的濃度能夠提高改變臭氧在水中中的溶解平衡，使水中臭氧的濃度上升，進而提高臭氧氧化的效果。
⑵  體系的 pH
    反應(yīng)體系的pH對臭氧氧化降解的影響非常大。體系的 pH會直接影響以羥基自由基為主的各類自由基的產(chǎn)生。
⑶  體系的溫度
    體系溫度對反應(yīng)速率有明顯的影響，溫度升高有助于提高臭氧分子在水溶液中自分解產(chǎn)生自由基的濃度，同時溫度提高有助于水溶液的污染物分子與臭氧分子或是自由基的平均分子動能，有利于污染物分子與臭氧分子或是自由基的碰撞，從而提高氧化降解的速率。

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