[发明专利]一种利用激光闪光光解技术定量检测硫酸根自由基的方法

说明书

一种利用激光闪光光解技术定量检测硫酸根自由基的方法，将Br^—过量加入S₂O₈^2‑体系中，在266nm激光激发下，S₂O₈^2‑均裂产生SO₄^·—，Br^—被SO₄^·—氧化生成Br^·，Br^·与Br^—反应生成Br₂^·—，由此得到Br₂^·—的特征瞬态吸收光谱及在360nm处的吸光度值。根据Lambert‑Beer定律，求得Br₂^·—的浓度，得出体系中SO₄^·—的浓度。使用266nm激光激发相同浓度的只含有S₂O₈^2‑的体系，得到SO₄^·—的特征瞬态吸收光谱及在450nm处的吸光度值，求得450nm处SO₄^·—的摩尔消光系数。使用266nm激光激发未知浓度的产生SO₄^·—的待测体系，获得待测体系中SO₄^·—的浓度。

技术领域

本发明涉及一种检测硫酸根自由基浓度的方法，特别涉及一种利用激光闪光光解技术定量检测硫酸根自由基的方法。

背景技术

硫酸根自由基(SO₄^·—)是一种具有强氧化性的单电子氧化剂，其氧化还原电位为2.6V，略低于羟基自由基(E₀＝2.80V)。SO₄^·—可通过夺氢方式、加成方式、电子转移方式与有机物反应，其中主要以电子转移方式为主。其与许多有机物的反应比羟基自由基更有选择性，且能够将许多羟基自由基无法氧化降解的有机污染物矿化为二氧化碳和无机酸等。SO₄^·—可适用的pH值范围较广，在酸性至碱性条件下皆可有效降解有机污染物，在弱碱性(pH＝8.0～10.0)溶液中，SO₄^·—可发生反应产生羟基自由基，在SO₄^·—与·OH自由基两个强氧化剂的共同作用下，污染物可以被更快速地降解。因为其反应活性强，其参与化学反应速度快(10⁸-10¹⁰M^-1s^-1)，寿命长(在水溶液中的存活时间可达到约4s)，并且氧化效率高，无二次污染等特点，近年来已经被广泛应用于大气污染控制和废水深度化处理中。

目前关于SO₄^·—的研究，多为其降解污染物的动力学及其机理研究，关于其定量检测分析方法鲜有报道。目前报道的方法集中于完全捕获法和竞争动力学方法。其中，完全捕获法采用过量的捕获剂与产生的SO₄^·—反应，通过测定计量产生的关键产物来计算SO₄^·—的产量，是一种定量建立关键产物与SO₄^·—的计量关系的一种方法。竞争动力学方法是利用一种SO₄^·—捕获剂和一种SO₄^·—指示剂去竞争消耗SO₄^·—，在应用竞争动力学方法时，合理选择所用的指示剂和捕获剂，以及确定所用的二级反应速率常数是获得SO₄^·—准确量的关键。上述两种方法均是通过分析产物浓度间接求算SO₄^·—的浓度，操作繁琐复杂、准确度不高。