过硫酸盐高级氧化的研究及应用

有机物利用过硫酸盐氧化时最适活化方法以及最佳反应条件这方面没有系统化的研究 ,亟待
深入。
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注意问题与发展前景
注意问题：
Question & Development
2. pH对活化方法的影响
研究热活化过硫酸盐降解MTBE（甲基叔丁基醚）时,随着pH 的升高,MTBE 的降解效率随 之下降。 在研究光活化过硫酸盐降解BHA（丁基羟基茴香醚）的实验中,对pH 从3～11 做了比较深 入的研究,研究中发现在碱性条件下反应效果优于在酸性和中性条件下不同物质、不同活化 方式下其最少活化能对应的pH 不同。
注意问题与发展前景
Question & Development
最近研究方向：
CuFe2O4尖晶石非均相催化（利用红外、拉曼光谱，扫描电镜，X射线衍射研 究表面化学） 羟胺还原剂加速Fe2+/Fe3+循环过程提高活化效率。 零价铁活化过硫酸盐消毒海船压舱水
注意问题与发展前景 Question & Development
活化方法 Activation Methods
过渡金属活化过硫酸盐
基本原理
过渡金属离子(Fe2+等)在常温下(20℃)即可分解过硫酸盐产生 。金属离子除(Fe2+ 外，还有Ag+、Cu2+、Mn2+、Ce2+、Co2+等。结果表明不同的过渡金属的催化 效果：Co2+> Ru2+> Ce3+> V3+>Mn2+ >Fe2+> Ni2+。 向体系中投加络合剂可以提高反应效率。常用的鳌合剂有Na2S203、乙 二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸、氮三乙酸(NTA)等。
过硫酸盐高级氧化
基于硫酸根自由基SO4-∙的过硫酸盐活化技术可氧化去除难降 解有机污染物，是一类新型的高级氧化技术
活化方法 Activation Methods
热活化过硫酸盐
基本原理
影响因素： • 提高温度可提高热活化技术的效率
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增大过硫酸盐的浓度可加快有机物的降解速度
增大pH 和离子强度都不利于过硫酸盐活化（因有机污染而异）
热活化过硫酸盐技术的应用型研究表明：为解决处理实际氯苯污染地下水时降解效果不佳的问题,分
别采用延长加热时间、增加药剂投加量、升高活化温度三种优化方式。升高活化温度的效果最为明 显,使得降解所需时间缩短至一半。 碱热活化的组合使得降解效果提高,5h的降解率达到了99.99%,同时可以解决降解后体系的酸化问题； 通过预投加NaOH进行pH预条件,使得处理后体系的pH接近中性,减少了修复工作对地下水环境的影 响。
过硫酸盐高级氧化的研究及应用
The Application & Research of Persulfate Advanced Oxidation Process
高级氧化技术分类 Classification
光化学氧化法 催化湿式氧化法 声化学氧化 臭氧氧化法
电化学氧化法
Fenton氧化法 类Fenton法
活化方法 Activation Methods
零价铁离子活化 除了用Fe2+ 外，也有人研究其他价态的铁离子活化过硫酸盐。
基本原理
应用
Application
强碱条件激活的应用
在实际应用中,强碱性条件可能腐蚀设备或是引起金属离子析出,因此碱性条件活化过硫酸盐对操作 条件和仪器设备的要求较高。
热活化应用
由此可见,pH 对不同活化方法活化过硫酸盐降解有机物的过程影响程度和影响机理都不同,
对其进行进一步研究是有必要的。
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注意问题与发展前景
注意问题：
Question & Development
3. 残余SO42 - 的处理
过硫酸盐氧化污染物质的同时会残留硫酸根离子SO 4 2 -和氢离子H+ 。地下水中含有过高的 SO 4 2 -会使地下水具有腐蚀性,另外长期饮用含高浓度SO 4 2 - 的水源会引发疾病如痢疾等。
应用
Application
注意问题与发展前景
注意问题：
Question & Development
1. 根据有机污染物的结构选择活化方法
过硫酸盐是一种强氧化剂 ,对于大多数污染物质可氧化去除 ,但也有部分物质无法去除 ,而且 对不同物质的降解程度也有区别。 含C=C 双键或含苯环的有机物易被快速降解;饱和烃和卤代链烷烃较稳定,不易被降解。 有人对于不同的有机物进行了分类,将过硫酸盐氧化分为温和型氧化、强力型氧化和敏感型 氧化3类,根据有机物的种类,选择合适的活化方式,达到较好的处理效果。现阶段,对于难降解
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主要应用： • 地下水和土壤原位化学氧化修复等环境污染治理方面
活化方法 Activation Methods
紫外光活化过硫酸盐
基本原理
B.Neppolian 等研究发现，波长为254 nm 的UV 能有效地活化过硫酸盐 紫外光活化过硫酸盐可快速高效的降解有机物，显示出了广阔的应用 前景。但是对降解机理，反应过程中产生的活性物种的贡献研究较少， 有待进一步深入开展研究
发展前景： 过硫酸盐在各种活化条件下都可产生氧化能力很强的SO4-∙。由于其优异的特性,过硫酸盐 活化技术在环境领域的应用前景愈来愈广泛,对过硫酸盐活化方式的深入研究是很有意义的。 目前,过硫酸盐的活化方法正在发展和完善之中。针对不同的应用领域,可以采用不同的活化 方法。 目前,人们对硫酸根自由基技术的研究大多仅限于实验室的小试规模,其技术发展还很不完善。 而且,对过硫酸盐降解的效果常常只停留在对提高降解速率和“矿化”程度等指标的考察上, 对降解机理还缺乏深入的研究。开发新型的活化方法,并将过硫酸盐活化技术用于生活污水 和工业废水的处理等将是今后发展的一个方向;另外,过硫酸盐活化技术与传统生物技术的结 合也将是一个具有挑战性的课题。