一种UV-Fenton体系羟基自由基的淬灭方法与流程来源：bob官方网站    发布时间：2025-08-17 15:43:48

　　本发明涉及高级氧化技术领域，特别涉及一种uv-fenton体系羟基自由基的淬灭方法。

　　高级氧化技术是二十世纪八十年代兴起的一种新型、高效有机污染物的控制技术。其技术特点是利用体系产生活性极强的自由基（如羟基自由基ho•等）与有机物污染物发生电子转移、氢的加成或取代等反应使有机污染物的化学键断裂，直至将有机污染物矿化成二氧化碳和水。其中，基于uv-fenton体系（均相或多相）的高级氧化技术适合使用的范围广、抗干扰能力强、处理效率高且利用了环境友好型氧化剂（过氧化氢），因而在有机污染废水净化处理中最具应用前景。

　　羟基自由基具有极强的氧化能力（氧化还原电位高达+2.8v），被认为是uv-fenton体系氧化降解有机污染物的主要活性物质。但羟基自由基在uv-fenton体系中的寿命非常短暂（约10-9s），使得在直接研究该体系中羟基自由基的生成机理和羟基自由基与有机污染物的反应机制时存在一定的困难。目前，国内外研究通常是将羟基自由基的淬灭剂加入到uv-fenton体系中。通过比较加入淬灭剂前后有机污染物的降解情况，以定性说明羟基自由基的存在和生成机理、定量计算羟基自由基降解有机污染物的贡献率，以及推导羟基自由基与有机污染物的反应途径。

　　目前常用的羟基自由基淬灭剂主要是有机醇类，国内外研究较多的羟基自由基淬灭剂是甲醇、叔丁醇和异丙醇等。

　　本发明的目的是提供一种uv-fenton体系稳定、可靠的羟基自由基淬灭方法，使用该办法能够有助于uv-fenton体系羟基自由基生成机理和羟基自由基与有机污染物反应机制的研究。

　　为实现以上目的，本发明在均相或多相uv-fenton体系中加入新型羟基自由基淬灭剂丙三醇，通过调控丙三醇与过氧化氢的摩尔比，进而达到高效、稳定淬灭体系中羟基自由基的目的。

　　本发明所述的一种uv-fenton体系羟基自由基的淬灭方法，其具体方案是：以铁离子或四氧化三铁作为催化剂，通过混合过氧化氢并在紫外光照射下构建羟基自由基生成的均相或多相uv-fenton体系，其中体系ph值调为3.0，然后，按丙三醇与过氧化氢的摩尔比为1:1的量将丙三醇加入到上述uv-fenton体系中，可以高效、稳定淬灭体系生成的羟基自由基。

　　本发明具有以下优点：（1）羟基自由基淬灭率高、效果稳定；（2）羟基自由基淬灭剂丙三醇无毒、无刺激性，符合绿色化学和可持续发展理念；（3）羟基自由基淬灭剂丙三醇很常见，安全，成本低廉；（4）丙三醇是一种新型高效羟基自由基淬灭剂。

　　多相uv-芬顿体系：具体应用时措施如下，在光化学反应器中心（或反应池中央）设置石英套管，内置紫外灯管，石英套管和光化学反应器（反应池中央）之间的中间区域为反应降解区，反应区下部设置搅拌装置。初始ph值为3.0，水温为30℃，6w紫外灯管（254nm）置于反应器/池中央石英套管中作为光源。反应区加入四氧化三铁和过氧化氢构建多相uv-fenton体系，加入不同浓度丙三醇作为羟基自由基淬灭剂，丙三醇加入量根据体系中过氧化氢浓度做调整，丙三醇与过氧化氢的摩尔比为1:1。

　　多相uv-芬顿体系：光化学反应器内层设置石英套管，套管内放置紫外灯作为反应光源；中间层为多相uv-芬顿羟基自由基产生、淬灭区；外层连接恒温水浴。反应器底端设置磁力搅拌器使反应体系混合均匀。实验设定四氧化三铁浓度为1g/l，染料金橙ⅱ浓度为0.2mmol/l，过氧化氢浓度为10mmol/l，以6w紫外灯（254nm）作为光源构建基本的多相uv-fenton体系。比较加入丙三醇（丙三醇与过氧化氢的摩尔比为1:1）前、后染料金橙ii的降解动力学，计算丙三醇对羟基自由基的淬灭率。

　　实验结果如表1-1所示。未加入淬灭剂丙三醇时，多相uv-芬顿对金橙ii的降解符合一段动力学模型，其降解速率常数为0.120min-1；加入淬灭剂丙三醇时，多相uv-芬顿对金橙ii的降解符合二段动力学模型，其降解速率常数分别降至0.016和0.046min-1，一段、二段羟基自由基的淬灭率分别为86.7%和61.7%。表明丙三醇是多相uv-芬顿体系高效的羟基自由基淬灭剂。

　　多相uv-芬顿体系：光化学反应器内层设置石英套管，套管内放置紫外灯作为反应光源；中间层为多相uv-芬顿羟基自由基产生、淬灭区；外层连接恒温水浴。反应器底端设置磁力搅拌器使反应体系混合均匀。实验设定四氧化三铁浓度为1g/l，染料金橙ⅱ浓度为0.2mmol/l，过氧化氢浓度为10mmol/l，以6w紫外灯（254nm）作为光源构建基本的多相uv-fenton体系。分别加入甲醇、异丙醇、叔丁醇、丙三醇（与过氧化氢的摩尔比为1:1），计算染料金橙ii的降解动力学，比较四种淬灭剂对羟基自由基的淬灭效果和淬灭率。

　　实验结果如表1-2所示。加入淬灭剂叔丁醇时，多相uv-芬顿对金橙ii的降解符合一段动力学模型，其降解速率常数为0.035min-1，对羟基自由基的淬灭率为70.8%。加入淬灭剂甲醇、异丙醇、丙三醇时，多相uv-芬顿对金橙ii的降解符合二段动力学模型，第一阶段丙三醇对羟基自由基的淬灭率达到86.7%，高于叔丁醇和甲醇；第二阶段丙三醇对羟基自由基的淬灭率61.7%与异丙醇相接近，而甲醇在第二阶段对羟基自由基无淬灭作用。与常用的羟基自由基淬灭剂（甲醇、异丙醇、叔丁醇）对比试验说明，丙三醇是多相uv-芬顿体系高效的羟基自由基淬灭剂。

　　均相uv-芬顿体系：具体应用时措施如下，在光化学反应器中心（或反应池中央）设置石英套管，内置紫外灯管，石英套管和光化学反应器（反应池中央）之间的中间区域为反应降解区，反应区下部设置搅拌装置。初始ph值为3.0，水温为30℃，6w紫外灯管（254nm）置于反应器/池中央石英套管中作为光源。反应区加入氯化铁和过氧化氢构建均相uv-fenton体系，加入不同浓度丙三醇作为羟基自由基淬灭剂，丙三醇加入量根据体系中过氧化氢浓度做调整，丙三醇与过氧化氢的摩尔比为1:1。

　　均相uv-芬顿体系：光化学反应器内层设置石英套管，套管内放置紫外灯作为反应光源；中间层为均相uv-芬顿羟基自由基产生、淬灭区；外层连接恒温水浴。反应器底端设置磁力搅拌器使反应体系混合均匀。实验设定铁离子浓度0.05mmol/l，染料金橙ⅱ浓度为0.2mmol/l，过氧化氢浓度为10mmol/l，以6w紫外灯（254nm）作为光源构建基本的均相uv-fenton体系。比较加入丙三醇（丙三醇与过氧化氢的摩尔比为1:1）前、后染料金橙ii的降解动力学，计算丙三醇对羟基自由基的淬灭效果和淬灭率。

　　实验结果如表2-1所示。未加入淬灭剂丙三醇时，均相uv-芬顿对金橙ii的降解符合一段动力学模型，其降解速率常数为0.416min-1；加入淬灭剂丙三醇时，均相uv-芬顿对金橙ii的降解符合二段动力学模型，其降解速率常数分别降至0.085和0.143min-1，一段、二段羟基自由基的淬灭率分别为79.6%和65.6%。表明丙三醇是均相uv-芬顿体系高效的羟基自由基淬灭剂。

　　均相uv-芬顿体系：光化学反应器内层设置石英套管，套管内放置紫外灯作为反应光源；中间层为均相uv-芬顿羟基自由基产生、淬灭区；外层连接恒温水浴。反应器底端设置磁力搅拌器使反应体系混合均匀。实验设定铁离子浓度为0.05mmol/l，染料金橙ⅱ浓度为0.2mmol/l，过氧化氢浓度为10mmol/l，以6w紫外灯（254nm）作为光源构建基本的均相uv-fenton体系。分别加入甲醇、异丙醇、叔丁醇、丙三醇（与过氧化氢的摩尔比为1:1），计算染料金橙ii的降解动力学，比较四种淬灭剂对羟基自由基的淬灭效果和淬灭率。

　　实验结果如表2-2所示。加入淬灭剂叔丁醇时，均相uv-芬顿对金橙ii的降解符合一段动力学模型，其降解速率常数为0.084min-1，对羟基自由基的淬灭率为79.8%。加入淬灭剂甲醇、异丙醇、丙三醇时，均相uv-芬顿对金橙ii的降解符合二段动力学模型，第一阶段丙三醇对羟基自由基的淬灭率达到79.6%，与叔丁醇相接近；第二阶段丙三醇对羟基自由基的淬灭率65.6%与异丙醇相接近，而甲醇在第二阶段淬灭率仅为16.1%。与常用的羟基自由基淬灭剂（甲醇、异丙醇、叔丁醇）对比试验说明，丙三醇是均相uv-芬顿体系高效的羟基自由基淬灭剂。

　　如您需求助技术专家，请点此查看客服电线.废水净化处理、污泥脱水 2.造纸固废高值化利用

　　1.环境污染控制：环境污染物的高级氧化去除及转化机制 2.环境计算化学：典型污染物的环境相关物性参数预测及构效关系研究

　　主要从事海洋生物医药及海洋污染物的微生物修复研究。 （1）海洋微生物中筛选免疫活性物质，用于抗氧化保健品以及抗肿瘤药物的开发。 （2）开展石油烃降解菌的基因组学、转录组以及代谢组和关键酶基因研究，分析其降解石油烃途径。利用分子生物学和生物信息学技术开展与海洋环境污染治理和修复相关的微生物分子数据

　　一种具备三维多孔结构的纳米二氧化钛‑石墨烯复合材料制备方法及其产品与流程