En la actualidad, los problemas ambientales de China siguen siendo muy importantes, lo que ha restringido seriamente el desarrollo económico de mi país y la mejora del nivel de vida de la gente. Entre ellos, la materia orgánica tóxica es muy grave en la contaminación del medio ambiente. Este tipo de contaminante tiene las características de grandes emisiones, amplia contaminación y dificultad de degradación. Su control de la contaminación siempre ha sido un tema que los trabajadores ambientales han estado trabajando arduamente para explorar.
Cuando estudiamos y solucionamos la contaminación ambiental, no podemos continuar siguiendo la ruta de investigación de países extranjeros. Deberíamos tomar la ruta de la tecnología de oxidación avanzada de bajo consumo, alta eficiencia, cero contaminación y cero emisiones de residuos. Se puede ver que estudiar un método ideal que no sólo siga los principios de la química verde y los requisitos de la tecnología de oxidación moderna, sino que también satisfaga las necesidades de las condiciones nacionales de China, se ha convertido en un tema de investigación que debe resolverse con urgencia.
Por lo tanto, la tecnología de oxidación avanzada resuelve el problema de la nueva contaminación ambiental en el proceso de tratamiento de teñido casero desde la fuente y es el método ideal preferido. La capacidad oxidante de los radicales hidroxilo es muy fuerte (potencial de oxidación 2,80 V), lo que es casi equivalente al poder oxidante del flúor elemental. Es una sustancia con la ofensiva no selectiva más fuerte.
Desarrollo historico
Hoigne et al. (1976), Anasta et al. (2000), Liang Hanwen et al. (2002) propusieron respectivamente los conceptos de química verde y tecnología de oxidación avanzada, que se refieren a la generación de radicales hidroxilo (·OH) y una serie de reacciones en cadena ·OH para atacar los contaminantes orgánicos en el agua y degradarlos en agua, dióxido de carbono y sales inorgánicas para lograr cero emisiones contaminantes y cero contaminación ambiental.
En 2002, Zhong Li et al. propuso la idea de ampliar la tecnología de oxidación avanzada desde el tratamiento del agua hasta el tratamiento de la contaminación por gases. En 2007, Bai Mindong et al., en 2008, y Pan Qiaoyuan et al., en 2009, realizaron investigaciones sobre la preparación de radicales hidroxilo gaseosos y su aplicación en la desulfuración y desnitrificación y lograron el éxito, lo que verificó aún más la idea de Zhong Li y cols.
Conceptos básicos
La tecnología de oxidación avanzada (método o proceso, denominado AOT o AOP) se refiere a la producción de ·OH, y la producción de ·OH induce una serie de reacciones en cadena de ·OH, que atacan varios contaminantes orgánicos y microorganismos en el agua, hasta que se degradan en CO2, H2O y sales inorgánicas, resolviendo así fundamentalmente los problemas de contaminación ambiental y consiguiendo cero emisiones contaminantes y cero contaminación ambiental.
La tecnología de oxidación avanzada se desarrolla sobre la base de mejorar continuamente la eficiencia de producción y la eficiencia de aplicación de ·OH. En general, los procesos que pueden producir radicales hidroxilo se pueden clasificar como procesos de oxidación avanzada, como el proceso de oxidación del ozono (O3), el proceso de oxidación del peróxido de hidrógeno (H2O2), el proceso de oxidación del dióxido de cloro (ClO2), el proceso de irradiación ultravioleta (UV), el proceso de oxidación ultrasónica. proceso de oxidación, proceso de microondas, etc.
El proceso de oxidación avanzado tiene muchas ventajas, como una fuerte capacidad de oxidación, un amplio rango de aplicaciones, condiciones de operación fáciles de controlar y respeto al medio ambiente.
Explica la definición
El radical hidroxilo (·OH) es una sustancia depurativa de contaminantes naturales. Es un oxidante fuerte con una fuerte función de purificación de contaminantes artificiales.
Puede eliminar contaminantes de la atmósfera inferior y convertirlos en compuestos inofensivos o menos dañinos, desempeñando un papel purificador y ayudando a reconstruir la capa de ozono en la estratosfera. Puede eliminar NOx, SO2, CH4 y otras sustancias de la atmósfera.
Ataca diversos contaminantes orgánicos y microorganismos del agua y los degrada en CO2, H2O y sales inorgánicas. Se puede ver que los radicales hidroxilo pueden resolver fundamentalmente los problemas de contaminación ambiental y lograr cero contaminación ambiental y cero emisiones de desechos.
Propiedades básicas
Los radicales hidroxilo tienen un alto potencial de electrodo de oxidación.
Los radicales hidroxilo tienen un potencial de electrodo de oxidación más alto que algunos otros oxidantes fuertes comúnmente utilizados. Por tanto, ·OH es un oxidante muy fuerte y tiene propiedades espectrales.
·La reacción química del OH pertenece a la reacción de radicales libres.
. La velocidad de reacción química del OH es extremadamente rápida. Las constantes de velocidad de reacción de sustancias orgánicas que contienen enlaces CH y CC están en su mayoría por encima de 109L/(mol·s), alcanzando o superando el límite de velocidad de difusión [1010L/(mol·s)], que es 7 órdenes de magnitud mayor que la velocidad de reacción. Constante de velocidad del ozono.
Los radicales libres tienen alta electronegatividad o electrofilicidad.
La afinidad electrónica de los radicales hidroxilo es de 569,3kJ, por lo que es fácil atacar puntos de alta densidad de nubes de electrones, lo que determina que el ataque de ·OH tenga cierta selectividad.
Por ejemplo, para el ataque de enlaces CH de alcoholes, el orden de actividad de -H y -H es Primario<>
La reactividad del hidrógeno puede aumentar mediante grupos donadores de electrones adyacentes (-OH, -OR) y amida N, y reducirse mediante sustituyentes altamente electronegativos, y esto también se aplica a los compuestos aromáticos. Cuando hay un grupo donador de electrones en el anillo aromático, la densidad de la nube de electrones en el anillo aromático disminuye, lo que no favorece el ataque del ·OH, que también es la razón por la que el nitrobenceno es difícil de oxidar.
El tiempo de reacción del hidroxilo es de 10 a 14 segundos.
El tiempo de reacción del radical hidroxilo es de aproximadamente 1 s; el tiempo de reacción para producir electrones hidratados es de 10 a 12 s; el proceso de reacción bioquímica es de 1 a 10 s. Vea la siguiente tabla:
·OH induce reacción de radicales libres
·El OH, una vez formado, inducirá una serie de reacciones en cadena de radicales libres, que destruirán total o casi completamente los contaminantes y microorganismos, y eventualmente se degradarán en CO2, H20 y sales inorgánicas, sin residuos nocivos y tóxicos, y lograrán cero contaminación y cero contaminación. emisiones de residuos.
Los radicales libres no contaminan
Los productos finales del exceso de radicales hidroxilo son H2O y O2 no tóxicos.