氧化钆

高级氧化技术在水处理中的应用　　摘要：介绍了高级氧化技术的发展及其特点，并综述了化学氧化、光催化氧化、水热氧化以及高压脉冲放电等离子体、超声等高级氧化技术及其在水处理中的应用。最后指出，随着对高级氧化技术不断深入的研究，其在水处理领域的应用将更加成熟并且越来越广泛。　　关键词：高级氧化技术；水处理；有机污染物http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/11/201211271548_407631_2139979_3.jpg随着我国经济的不断发展，通过各种途径进入水体中的有机物的数量和种类不断增加，对水环境的污染越来越严重，水环境的质量急剧下降，使人类的生活环境受到威胁。而部分物质化学性质稳定，难以被微生物和常见氧化剂降解，这就要求所使用的氧化剂具有足够的氧化能力以彻底降解有机污染物，这就促进了高级氧化技术的发展。本文对化学氧化、光催化氧化、水热氧化以及高压脉冲放电等离子体、超声等高级氧化技术及其应用进行了综述。1 高级氧化技术的发展及其特点1987年，Glaze等人首先系统的提出了高级氧化技术的定义，即以反应中产生的羟基自由基（·OH）为主要氧化剂氧化分解和矿化水中的有机污染物的氧化方法。因此，可以说当时高级氧化技术概念的提出是以产生·OH为标志的。但是，随着高级氧化技术的发展，其定义也有了新的发展。高级氧化又称为深度氧化，其原理是在光、电、氧化剂、催化剂等的协同作用下，在体系中产生了活性极强的自由基。具有强氧化性的自由基可以将难降解的有机污染物氧化分解成小分子物质，甚至直接矿化为CO2和H2O。与传统的氧化技术相比，高级氧化技术具有如下特点：①反应体系中产生大量的氧化性极强的自由基，如·OH氧化还原电位高达2.80V，硫酸根自由基（SO4·-）氧化还原电位为2.60V；②反应速度快，大多数有机污染物在此过程中的氧化速率常数可以达到106~109M-1s-1；③适用范围广，具有较高氧化电位的自由基几乎可将所有有机物氧化直至矿化；④反应条件温和，通常对温度和压力没有特殊要求；⑤可以诱发链反应；⑥可以与其他的水处理技术联用，作为其他处理技术的预处理或深度处理；⑥操作简单，易于设备化管理。　　2 高级氧化技术的分类及其应用　　2.1 化学氧化技术　　2.1.1 芬顿试剂及类芬顿试剂法　　1893年，法国科学家Fenton发现，在酸性条件下（pH=2~5），Fe2+和H2O2共存体系可以有效地将酒石酸氧化，因此将Fe2+/H2O2组合体系命名为芬顿试剂，该方法称为Fenton法。Fenton试剂在水处理中的作用，主要包括对有机污染物的氧化和混凝两种作用，其基本作用机理为：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/11/201211271549_407632_2139979_3.jpg　　由此可见，Fenton试剂氧化有机物的实质是·OH通过电子转移等途径传播自由基链反应，把有机物氧化成CO2和H2O。当溶液pH值调至碱性并有O2存在时，会发生如下反应：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/11/201211271554_407640_2139979_3.jpg　　在一定酸度下，Fe(OH)3以胶体形态存在，具有凝聚、吸附作用，可以去除水中部分悬浮物和杂质。　　尽管Fenton试剂法在降解有机污染物方面具有很大的优势，但是单独使用Fenton试剂处理废水成本很高，而且体系中有大量的亚铁离子存在，过氧化氢的利用效率不高，往往导致有机污染物的降解不完全。所以很多研究者把紫外光、氧气等引入Fenton试剂中，可以显著提高Fenton试剂的氧化能力。由于其基本过程与Fenton试剂类似而被称为类Fenton试剂。　　苏荣军采用芬顿试剂对生活污水进行预氧化处理时发现，FeSO4·7H2O物质的量为3mmol、pH值为3，n(H2O2)：n(Fe2+)为3：1、反应时间为120min，处理后的废水的COD去除率可达80%以上，为进一步的生化处理创造了良好的条件。张卿等采用光-Fenton高级氧化技术对模拟电镀有机物废水进行氧化处理，在反应时间为6min，H2O2加入量为理论投加量，Fe2+与H2O2摩尔比为1:10时，COD去除率达到94%以上。西咪替丁制药度水COD高，成分复杂，宋军等利用芬顿试剂预处理西咪替丁制药废水，COD去除率达50%以上。　　2.1.2 臭氧类高级氧化法　　由于臭氧在水中有较高的氧化还原电位（2.07V，仅次于氟），常用来进行杀菌消毒、除味、除臭、脱色等，在饮用水处理中有着广泛的应用。臭氧类高级氧化技术就是通过臭氧氧化与各种水处理技术组合，形成氧化性强、反应选择性低的·OH。　　胡俊生等研究臭氧氧化技术处理酸性红B染料废水的效果时发现，在pH=7的条件下，单一臭氧氧化30min时，废水的色度和COD去除率分别为99.5%和37.9%，而废水的初始pH值控制在11左右时，COD去除率有较大提高。代莎莎等采用单独臭氧氧化和O3/H2O2/非均相催化臭氧化技术降解难降解染料废水表明，印染废水最适宜的深度处理方法是O3/H2O2/MnOx-GAC。当O3投加量为81mg/L时，O3/ MnOx-GAC对CODCr、色度和UV254的去除率分别为36.23%、70%和60.67%，B/C由原来的0.1上升到0.26，可以采用后续生化处理进一步去除有机物。　　2.1.3 基于硫酸根自由基的新型高级氧化技术　　传统的高级氧化技术是以·OH为主要活性物质来降解有机物。活化过硫酸盐高级氧化技术是近年来发展起来的以硫酸盐自由基（SO4·-）为主要活性物质降解有机物的一种新型的高级氧化技术。SO4·-的氧化还原电位为2.60V，可降解水中大部分有机污染物。过硫酸盐在光、热、过渡金属离子等条件下，可被活化分解为SO4·-，机理如下：　　张金凤等研究表明，在pH值为7.0，K2S2O8和Fe2+初始浓度分别为2.0 mmol·L-1和1.0 mmol·L-1时，反应300min后，0.1 mmol·L-1敌草隆降解了40.0%。采用分子探针法的竞争实验鉴定了体系中产生的SO4·-。常晓等在真空紫外光（VUV，185nm）降解于水溶液中五氯酚钠的反应溶液中加入过硫酸盐发现，可有效提高五氯酚钠的真空紫外光降解速率和矿化速率，过硫酸盐和五氯酚钠的摩尔比为24时，降解速率提高3倍，反应4h后TOC去除率达到了95%。Hori等在密闭容器中用热水活化过硫酸盐分解全氟羧酸时发现，全氟羧酸在80℃热水中没有分解，但是在反应体系中加入S2O82-后，甚至在相对较低的温度下，全氟羧酸也可以被有效地分解。　　2.2 光催化氧化技术　　1972年Fujishuma和Honda发现了TiO2单晶电极在光照条件下

http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/03/201503311322_540212_2166779_3.jpg今天用ICP-MS测了下面粉中的二氧化钛检测结果如上：样品消解就是称约0.5克左右的样品，加入5mL电子级硝酸，2mL过氧化氢，微波消解后，定容至50mL。上机测得的（No gas模式下），为什么同位素47Ti与48Ti数据相差这么的大呢？而且48Ti的自然丰度比47Ti的自然丰度高，为什么检测的数据却反而更小呢？