[发明专利]一种羟基自由基溶液的制备方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于气体放电物理和自由基化学技术领域，涉及一种基于高级氧化技术的氧等离子体注入气液混溶制备羟基自由基溶液的方法和装置。

背景技术

随着中国经济GDP每年以大于8％的速度快速增长，环境问题十分突出，正面临着严重的环境危机，甚至威胁着人类的生存，并已严重地制约我国的经济发展、和谐社会建设以及人民生活水平的提高。其中，有毒有机污染物对环境污染非常严重，这类污染物具有排放量大、污染面广和常规的生化方法难以降解等特点，其污染控制一直是环境保护领域的研究热点，尽管已研究开发了一系列处理工艺，但至今无法将有毒有机污染物彻底无害化，残存的药剂和产生新污染化合物会再次污染环境。这类污染物中含有致癌、致突变、致畸的三致物质，会严重地危害人们的身体健康。20世纪80年代建立了高级氧化技术(AOP或AOT)概念，是从根本上解决环境治理过程中的污染问题，实现零污染、零废物排放，已成为当今环境工程领域研究的前沿。

高级氧化技术(AOT或AOP)是指产生羟基自由基(·OH)的过程，及其一系列的·OH链反应，其核心是羟基自由基(·OH)的制备。·OH的氧化还原电位E₀＝2.80V与氟相当，其氧化能力极强，是进攻性最强的化学物质之一；·OH具有非常高的反应速率常数(10⁹mol/L·s)，是其它氧化剂的10⁷倍以上，其化学反应属于游离基反应，反应速度极快，在数秒内完成整个生化反应过程；·OH具有广谱致死特性，在水中会诱发一系列的自由基链反应，氧化分解几乎所有的生物体大分子、有机物和无机物，最终降解为CO₂、H₂O和微量无机盐；·OH是绿色的强氧化剂，剩余的·OH分解成对环境无害的H₂O、O₂。

目前，国内外产生羟基自由基的方法主要有：

臭氧(O₃)法：以臭氧为主，结合紫外线(UV)照射、过氧化氢H₂O₂等的组合技术即O₃+UV、O₃+H₂O₂、O₃+H₂O₂+UV生成·OH的方法。金晓玲等(金晓玲，马力强，李彦博等，UV/H₂O₂、UV/O₃和O₃体系中自由基产生效率的比较研究[J]，环境工程，2012,30增刊:412-416)研究表明，在1min反应时间，O₃和UV+O₃法生成的·OH浓度分别为1.17μmol/L和6.3μmol/L；处理浓度为100mg/L的苯酚，反应30min后苯酚完全降解，COD(化学需氧量)降低50％。