[发明专利]一种UV-Fenton体系羟基自由基的淬灭方法

说明书

一种UV‑Fenton体系羟基自由基的淬灭方法，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。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比较常见，安全，成本低廉。

技术领域

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。

背景技术

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）的高级氧化技术适用范围广、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。

发明内容

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，使用该方法可以有助于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，从而达到高效、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。

本发明的操作方式以序批式间歇反应为主。

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比较常见，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。

具体实施方式

本发明将通过以下实施例作进一步说明。

实施例1。

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（254 nm）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进行调整，丙三醇与过氧化氢的摩尔比为1:1。