目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 高級(jí)氧化技術(shù)的發(fā)展過程 1
1.2 高級(jí)氧化技術(shù)的特征 2
1.3 高級(jí)氧化技術(shù)的主要類型 2
1.3.1 基于羥基自由基的高級(jí)氧化技術(shù) 3
1.3.2 基于硫酸根自由基的高級(jí)氧化技術(shù) 6
1.3.3 基于單線態(tài)氧的高級(jí)氧化技術(shù) 7
1.3.4 基于過氧乙酸的高級(jí)氧化技術(shù) 8
參考文獻(xiàn) 9
第2章 羥基自由基的性質(zhì)、產(chǎn)生和檢測(cè) 12
2.1 引言 12
2.2 羥基自由基的主要反應(yīng)特征 13
2.2.1 親電加成 14
2.2.2 脫氫反應(yīng) 14
2.2.3 單電子轉(zhuǎn)移 15
2.3 羥基自由基的產(chǎn)生 17
2.3.1 芬頓氧化 17
2.3.2 臭氧耦合或催化臭氧化 20
2.3.3 過硫酸鹽活化 30
2.3.4 光解 31
2.3.5 光催化 38
2.3.6 聲解 39
2.3.7 陽極氧化 41
2.4 羥基自由基的檢測(cè)方法 43
2.4.1 電子順磁共振法 43
2.4.2 猝滅法 44
2.4.3 探針法 47
2.5 未來研究需求 52
參考文獻(xiàn) 53
第3章 硫酸根自由基的性質(zhì)、產(chǎn)生和檢測(cè) 64
3.1 引言 64
3.2 硫酸根自由基的化學(xué)特性 65
3.3 硫酸根自由基的反應(yīng)機(jī)制 66
3.3.1 脫氫反應(yīng) 67
3.3.2 自由基加成 67
3.3.3 單電子轉(zhuǎn)移 68
3.4 硫酸根自由基的產(chǎn)生過程 69
3.4.1 過硫酸鹽活化 69
3.4.2 亞硫酸鹽活化 76
3.5 硫酸根自由基的檢測(cè)方法 80
3.5.1 探針與競(jìng)爭(zhēng)動(dòng)力學(xué)耦合法 80
3.5.2 電子自旋共振光譜法 81
3.5.3 瞬態(tài)吸收光譜法 82
3.6 未來研究需求 82
參考文獻(xiàn) 83
第4章 單線態(tài)氧的性質(zhì)、產(chǎn)生和檢測(cè) 95
4.1 引言 95
4.2 單線態(tài)氧的特性 97
4.2.1 單線態(tài)氧的物理化學(xué)性質(zhì) 97
4.2.2 單線態(tài)氧的反應(yīng)活性 99
4.3 單線態(tài)氧的產(chǎn)生方法 103
4.3.1 光催化法 103
4.3.2 前驅(qū)體活化法 109
4.3.3 催化位點(diǎn)驅(qū)動(dòng)法 113
4.4 單線態(tài)氧的檢測(cè)方法 119
4.4.1 磷光光度法 120
4.4.2 電子順磁共振法 120
4.4.3 熒光光度法 121
4.4.4 化學(xué)發(fā)光法 124
4.4.5 猝滅法 125
4.4.6 探針法 126
4.5 未來研究需求 126
參考文獻(xiàn) 127
第5章 基于過氧化氫的高級(jí)氧化技術(shù) 138
5.1 引言 138
5.2 過氧化氫的性質(zhì) 139
5.3 過氧化氫的產(chǎn)生方法 141
5.3.1 蒽醌法 141
5.3.2 氫氧混合氣直接合成法 142
5.3.3 電催化法 143
5.3.4 光催化法 146
5.3.5 異丙醇法 147
5.3.6 電解法 148
5.4 芬頓高級(jí)氧化技術(shù)的反應(yīng)機(jī)制 148
5.5 均相芬頓高級(jí)氧化技術(shù)的強(qiáng)化方法 152
5.5.1 螯合劑強(qiáng)化法 152
5.5.2 光強(qiáng)化法 154
5.5.3 電強(qiáng)化法 155
5.5.4 超聲強(qiáng)化法 156
5.6 非均相芬頓高級(jí)氧化技術(shù)及其強(qiáng)化策略 157
5.6.1 物理場(chǎng)輔助非均相芬頓反應(yīng) 159
5.6.2 富電子材料強(qiáng)化非均相芬頓催化劑 160
5.6.3 光生電子引入 162
5.6.4 金屬摻雜 163
5.6.5 催化劑晶面和形貌調(diào)控 164
5.6.6 催化劑雙反應(yīng)中心的構(gòu)建 165
5.6.7 單原子型非均相催化劑的開發(fā) 167
參考文獻(xiàn) 168
第6章 基于臭氧的高級(jí)氧化技術(shù) 174
6.1 引言 174
6.2 臭氧的理化特性 175
6.3 臭氧在水中的分解機(jī)理 177
6.4 臭氧氧化法 179
6.4.1 臭氧直接氧化 180
6.4.2 臭氧間接氧化 183
6.5 臭氧高級(jí)氧化技術(shù) 184
6.5.1 紫外/臭氧技術(shù) 184
6.5.2 過氧化氫/臭氧技術(shù) 185
6.5.3 電催化臭氧技術(shù) 186
6.5.4 均相金屬催化臭氧化技術(shù) 188
6.5.5 非均相金屬催化臭氧化技術(shù) 191
6.5.6 碳催化臭氧化 202
6.6 主要的影響因素 209
6.6.1 溶液pH 209
6.6.2 無機(jī)陰離子 210
6.6.3 溶解性有機(jī)物 212
參考文獻(xiàn) 212
第7章 基于過硫酸鹽的高級(jí)氧化技術(shù) 221
7.1 引言 221
7.2 過硫酸鹽的性質(zhì) 221
7.3 過硫酸鹽直接氧化法 223
7.4 過硫酸鹽的活化方法 227
7.4.1 熱活化 228
7.4.2 紫外活化 229
7.4.3 超聲活化 230
7.4.4 微波活化 231
7.4.5 堿活化 231
7.4.6 過渡金屬活化 233
7.4.7 碳活化 241
7.5 過硫酸鹽活化中的自由基活性物種 252
7.5.1 硫酸根自由基 252
7.5.2 羥基自由基 257
7.5.3 超氧自由基 258
7.6 過硫酸鹽活化中的非自由基路徑 260
7.6.1 單線態(tài)氧 261
7.6.2 電子轉(zhuǎn)移 265
7.6.3 高價(jià)態(tài)金屬物種 268
7.6.4 表面結(jié)合自由基 269
參考文獻(xiàn) 270
第8章 基于亞硫酸鹽的高級(jí)氧化技術(shù) 281
8.1 引言 281
8.2 亞硫酸鹽的性質(zhì) 283
8.3 均相過渡金屬活化亞硫酸鹽 286
8.3.1 鐵基活化劑 286
8.3.2 鈷基活化劑 289
8.3.3 銅基活化劑 289
8.3.4 錳基活化劑 290
8.3.5 鉻基活化劑 291
8.4 非均相金屬活化亞硫酸鹽 293
8.4.1 零價(jià)金屬 293
8.4.2 金屬氧化物 294
8.4.3 金屬硫化物 295
8.5 非金屬碳材料活化亞硫酸鹽 296
8.6 光協(xié)同催化活化亞硫酸鹽 296
8.7 主要的影響因素 299
8.7.1 pH 299
8.7.2 亞硫酸鹽濃度 299
8.7.3 溶解氧濃度 299
8.7.4 水環(huán)境基質(zhì) 300
參考文獻(xiàn) 301
第9章 基于過氧乙酸的高級(jí)氧化技術(shù) 307
9.1 引言 307
9.2 過氧乙酸的理化性質(zhì) 308
9.2.1 過氧乙酸的特性 308
9.2.2 過氧乙酸的穩(wěn)定性 310
9.2.3 過氧乙酸的殺菌消毒 311
9.2.4 過氧乙酸的氧化性 314
9.3 過氧乙酸的檢測(cè)方法 315
9.3.1 氧化還原滴定法 316
9.3.2 核磁共振法 317
9.3.3 色譜法 317
9.3.4 比色法 319
9.3.5 電化學(xué)電位法 320
9.4 過氧乙酸的產(chǎn)生方法 321
9.5 過氧乙酸的活化方法 322
9.5.1 電活化 323
9.5.2 光活化 323
9.5.3 熱活化 326
9.5.4 過渡金屬活化 326
9.5.5 非金屬碳活化 331
9.6 主要的影響因素 333
9.6.1 pH 333
9.6.2 水環(huán)境基質(zhì) 334
9.6.3 過氧乙酸濃度 336
參考文獻(xiàn) 337
第10章 高級(jí)氧化技術(shù)在環(huán)境污染控制與修復(fù)中的應(yīng)用 343
10.1 引言 343
10.2 水與廢水處理 343
10.2.1 基于羥基自由基的高級(jí)氧化技術(shù) 343
10.2.2 基于硫酸根自由基的高級(jí)氧化技術(shù) 357
10.2.3 基于單線態(tài)氧的高級(jí)氧化技術(shù) 363
10.3 地下水與土壤的污染修復(fù) 365
10.4 污泥脫水與調(diào)理 367
10.5 膜污染防控 371
10.6 殺菌消毒 373
10.7 廢氣處理 375
參考文獻(xiàn) 379