[发明专利]一种电芬顿过程溶解性有机物在线定量的分析方法及系统有效
| 申请号： | 202110771048.2 | 申请日： | 2021-07-08 |
| 公开（公告）号： | CN113670866B | 公开（公告）日： | 2022-06-14 |
| 发明（设计）人： | 黄梅珍;富雨超;李婉香;李昊宸 | 申请（专利权）人： | 上海交通大学 |
| 主分类号： | G01N21/64 | 分类号： | G01N21/64;G01N21/31 |
| 代理公司： | 上海恒慧知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 31317 | 代理人： | 徐红银;赵楠 |
| 地址： | 200240 *** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 电芬顿 过程 溶解性 有机物 在线 定量 分析 方法 系统 | ||
本发明提供一种电芬顿过程溶解性有机物在线定量的分析方法及系统，包括：S1,在激发光波长的激发光条件下，建立激发光波长和水样中被测溶解性有机物的荧光特征波长处的接收光强与被测溶解性有机物的浓度关系的表达式：S2,基于S1表达式，对具体被测的含有铁干扰物的溶解性有机物建立分析模型，确定表达式中的待标定常数S3,待确定标定常数后，利用S2建立的分析模型实时计算出水样中的溶解性有机物的含量。本发明用于在线检测电芬顿过程中溶解性有机物含量，利用两个波长处的吸收光谱和荧光光谱信息，得到被测物浓度与两路光强之间的精确关系，消除了铁离子对光谱的影响，从而精确定量电芬顿过程中溶解性有机物的含量。
技术领域
本发明涉及定量分析技术领域，具体地，涉及电芬顿过程中溶解性有机物的在线高精度紫外吸收-荧光双波长定量分析方法和可用于在线监测电芬顿过程中溶解性有机物含量变化的测量控制系统。
背景技术
电化学高级氧化工艺(EAOPs)是一种绿色的水处理技术。对环境无害，不需要过多的化学试剂，也不会产生有害物质。芬顿(Fenton)法是另一种高级氧化法(AOP)。由于它具有降解绝大多数难降解有机污染物的可能性和高效率，是应用最广泛的水处理工艺之一。电芬顿(EF)工艺结合了电化学和Fenton工艺的优点。作为一种高效、环保、低成本的水处理技术，受到了学术界和工业界的广泛欢迎和极大的关注。
电芬顿技术的关键在于生成羟基自由基(HO·)作为强氧化剂。羟基自由基对众多复杂溶解有机物(DOM)具有无选择性降解能力，致使其矿化，从而净化水质。在Fenton法中，亚铁离子与过氧化氢发生氧化还原反应产生羟基自由基(Eq(1))。电化学过程中，铁离子和氢离子在阴极处通过电子转移再生所需的反应物H2O2和Fe2+。
H2O2+Fe2++H+→Fe3++H2O+HO·
O2+2H++2e-→H2O2
Fe3++e-→Fe2+
在电-芬顿过程中，一般需要外部加入铁盐以提供亚铁离子或铁离子。近些年的研究证明，亚铁离子或铁离子可以由经过多步骤复杂纤维化处理过程掺杂铁颗粒的碳毡阴极提供，或者由将四氧化三铁纳米颗粒嵌入碳毡的阴极提供。由于碳毡阴极还具有多孔结构的特点，可以暴露出更多的催化剂活性位点，增加氧气多相催化的扩散路径。所以，上述功能性掺杂铁或铁的氧化物的碳毡电极可以进一步提高电-芬顿过程的降解效率。
在电-芬顿过程中，为了防止铁沉淀致使铁的流失，需要使用诸如三聚磷酸盐(TPP)这样的聚磷酸衍生物作为螯合剂，来取代氢氧根离子与亚铁离子或者铁离子形成络合物。以三聚磷酸根作为配体，既能够避免如EDTA这样的有机螯合剂影响羟基活性基的生成，提高电芬顿过程的效率，又能够在靠近中性的pH环境下，保持络合亚铁离子和络合铁离子的反应活性。
Fe2+_TPP+O2+H+→Fe3+_TPP+HO2·
Fe2+_TPP+HO2·+H+→Fe3+_TPP+H2O2
Fe2+_TPP+H++H2O2→Fe3+_TPP+HO·+H2O
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