羟基自由基高级氧化技术应用进展综述

doi:10.12052/gdutxb.180121羟基自由基高级氧化技术应用进展综述潘继生，邓家云，张棋翔，阎秋生（广东工业大学机电工程学院，广东广州510006）摘要:羟基自由基(•OH)是活跃性、进攻性最强的活性氧分子,具有非常高的反应速率常数、电负性和极强的氧化电极电位,利用•OH作为氧化剂的高级氧化技术具有广阔的应用前景.本文从•OH的产生方法及基本原理出发,介绍了芬顿法、电芬顿法、紫外光催化氧化剂法、超声氧化法及其他复合方法的原理及其优缺点.最后综述了以上方法在污水处理、土壤修复、垃圾渗滤液处理、重金属络合物处理以及光学材料超精密加工等方面的应用进展及应用局限.关键词:羟基自由基；高级氧化；芬顿；环境保护；超精密加工中图分类号:TQ031.7文献标志码:A文章编号:1007–7162(2019)02–0070–08AReviewoftheApplicationofAdvancedOxidationTechnologyofHydroxylRadicalsPanJi-sheng,DengJia-yun,ZhangQi-xiang,YanQiu-sheng(SchoolofElectromechanicalEngineering,GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510006,China)Abstract:Hydroxylradical(·OH)isthemostactiveandaggressivemoleculewithveryhighreactionrateconstant,electronegativityandstrongoxidationelectrodepotential.Theadvancedoxidationtechnologyusing·OHasoxidanthasbroadapplicationprospects.Startingfromtheproductionmethodandbasicprincipleof·OH,theprinciples,advantagesanddisadvantagesofFentonmethod,Electro-Fentonmethod,ultravioletcatalyticoxidantmethod,ultrasonicoxidationmethodandothercompoundmethodsareintroduced.Finally,theapplicationprogressandlimitationsoftheabovemethodsinwastewatertreatment,soilremediation,landfillleachatetreatment,heavymetalcomplextreatmentandultra-precisionprocessingofopticalmaterialsarereviewed.Keywords:hydroxylradicals;advancedoxidation;Fenton;environmentalprotection;ultra-precisionmachining羟基自由基(•OH)是活跃性、进攻性最强的活性氧分子，几乎可以与所有的生物分子、有机物或无机物发生不同类型的化学反应，具有非常高的反应速率常数[1]、电负性和极强的氧化电极电位(2.8V)，是除氟气外最强的无机氧化剂[2]，其氧化能力远远超过普通的化学氧化剂.利用•OH作为氧化剂的高级氧化技术通过亲电加成、脱氢、电子转移等方式可以与大多数有机污染物及晶体材料发生快速的链式反应，将其氧化分解成CO2、H2O和无机物[3].目前在环境保护和超精密加工等领域具有广阔的应用前景.•OH高级氧化技术的成功应用，与•OH的生成方法密切相关，因此，本文从产生•OH的常用方法及在污水处理、土壤修复、垃圾渗滤液处理、重金属络合物降解、光学材料超精密加工等方面的应用研究进展进行综述.1羟基自由基的产生方法及基本原理•OH是一种重要的活性氧化剂，从分子式上看是氢氧根离子失去一个电子而形成的电中性自由基团，由于大量未成对电子的存在，导致了基团非常活泼，反应活性极强，具有电子配对的倾向[4].一般采用添加氧化剂、催化剂在电化学、紫外光、超声波等的作用下产生•OH[5]，按•OH的产生方式可以分为芬顿法、电芬顿法、紫外光催化氧化剂法、超声氧化法等.1.1芬顿法芬顿法由法国科学家Fenton于1894年发现.在酸第36卷第2期广东工业大学学报Vol.36No.22019年3月JournalofGuangdongUniversityofTechnologyMarch2019收稿日期：2018-09-19基金项目：NSFC−广东