过硫酸盐高级氧化技术的研究进展

2017年03月第27卷第2期2017年03月第27卷第2期榆林学院学报榆林学院学报JOURNALOFYULINUNIVERSITYMar.2017.2017Vol.27.27No.2.2过硫酸盐高级氧化技术的研究进展代宏哲K2_，高续春2，马亚军u(1.陕西省低变质煤洁净利用重点实验室陕西榆林719000;2.榆林学院化学与化工学院，陕西榆林719000)摘要：摘要：过硫酸盐氧化是一种高级氧化技术，可有效降解污水、土壤中的污染物，成为近些年环保领域的研究热点。介绍了过硫酸盐氧化技术在国内外研究进展，主要包括过渡金属离子、金属氧化物、加热、活性炭和UV活化过硫酸盐的方法及机理e探讨了过硫酸盐氧化技术的研究现状及方向。关键词关键词：过硫酸盐；活化；金属离子中图分类号:中图分类号:TQ016文献标志码:文献标志码:A文章编号文章编号DOI：10.16752/j.enki.jylu.2017.02.007硫酸盐(硫酸盐(PS)是一类无色或白色的结晶颗粒，)是一类无色或白色的结晶颗粒，可溶于水，无臭，具有较好稳定性的酸性氧化剂。可溶于水，无臭，具有较好稳定性的酸性氧化剂。过硫酸盐过硫酸盐（PS)是)是H202的衍生物，是通过202的衍生物，是通过S03将03将H202中的两个202中的两个H取代而生成的，在结构上都包含双取代而生成的，在结构上都包含双氧键（0-0)[1]。氧键（0-0)[1]。H202和202和PS的0-0键能分别为的0-0键能分别为213.3213.3kJ/mol、140、140kJ/m〇lR3]。在电化学性能上，据报3]。在电化学性能上，据报道，道，H202和202和PS的氧化还原电位分别为：1.776的氧化还原电位分别为：1.776V、2.012.01V[4'因而都属于强氧化剂。过硫酸盐溶于水会[4'因而都属于强氧化剂。过硫酸盐溶于水会生成过硫酸根离子（生成过硫酸根离子（s2o82_),其在常温下的氧化82_),其在常温下的氧化能力相对较弱，对有机污染物的降解能力十分有能力相对较弱，对有机污染物的降解能力十分有限。一般通过施加能量或催化剂（如光辐射、热、限。一般通过施加能量或催化剂（如光辐射、热、微波辐射以及过渡金属催化）活化过硫酸盐，其被微波辐射以及过渡金属催化）活化过硫酸盐，其被活化后会分解生成硫酸根自由基一活化后会分解生成硫酸根自由基一so4-，4-，so4-自由4-自由基有一对孤对电子，具有很强的氧化能力，基有一对孤对电子，具有很强的氧化能力，so4-，4-，s2o82_，82_，H20和目标物之间会发生一系列的链反应，和目标物之间会发生一系列的链反应，攻击有机污染物分子，此外攻击有机污染物分子，此外so4-具有更长的半4-具有更长的半衰期，有目标物作用时间更久，从而能较好好的氧衰期，有目标物作用时间更久，从而能较好好的氧化降解大多数有机污染物。化降解大多数有机污染物。目前主要采用过渡金属离子和紫外光等方式目前主要采用过渡金属离子和紫外光等方式活化过硫酸盐，使其分解产生活化过硫酸盐，使其分解产生so4-。本文对过硫酸4-。本文对过硫酸盐的活化方式进行较为全面系统的综述，为后续的盐的活化方式进行较为全面系统的综述，为后续的发展提供一定的参考。发展提供一定的参考。1过渡金属离子活化1008-3871(2017)02-0021-05过硫酸盐在常温下即可被过渡金属离子过硫酸盐在常温下即可被过渡金属离子CFe2+、2+、Mn2+等)催化分解产生2+等)催化分解产生S04-。过硫酸盐活化的本质是04-。过硫酸盐活化的本质是分子中的0—0键断裂生成氧化性更强的硫酸根自分子中的0—0键断裂生成氧化性更强的硫酸根自由基由基S0J其中过硫酸钠热活化时0—0键断裂的活其中过硫酸钠热活化时0—0键断裂的活化能为33.5化能为33.5kcal/mol，F#活化时所需活化能仅为12#活化时所需活化能仅为12kcal/moPo因此过渡金属离子的引入使得反应温度因此过渡金属离子的引入使得反应温度降低、能耗减少，受到了广泛的关注。常用的过渡降低、能耗减少，受到了广泛的关注。常用的过渡金属离子主要包括金属离子主要包括Fe2+、2+、Cu2+、2+、Mh2+、2+、Ce2+、2+、C〇2+、〇2+、Ag+等。其中+等。其中Fe2+由于价格低廉，高效无毒，因而是2+由于价格低廉，高效无毒，因而是应用最为广泛的一种过硫酸盐过渡金属离子活化应用最为广泛的一种过硫酸盐过渡金属离子活化剂，其主要的活化反应如方程式（1)和（2剂，其主要的活化反应如方程式（1)和（2)。Oh8兄等研究了？62+活化过硫酸盐降解2,4-二硝基甲8兄等研究了？62+活化过硫酸盐降解2,4-二硝基甲苯(苯(DNT),结果表明只有低于20%的),结果表明只有低于20%的DNT被降