[发明专利]一种利用铜离子催化还原性药剂与氧气反应生成羟基自由基的方法

说明书

技术领域

本发明涉及水净化处理技术，更具体的说，是涉及一种促进铜离子催化氧气产生羟基自由基的方法。

背景技术

随着我国国民经济的飞速发展，各种微量有机污染物质对我国宝贵的水资源造成了严重的污染，严重威胁了人们的生存环境。利用现有的生物处理方法处理微量有机污染物质十分困难，而采用高级氧化技术可以将微污染物质直接矿化或通过氧化提高污染物的可生化性。高级氧化技术是通过光、声、电、磁、催化和氧化等物理化学过程的协同作用产生大量活性极强的羟基自由基（·OH）以达到降解水中污染物质净化水质的目的水处理技术。羟基自由基（·OH）的氧化性能极强，其氧化还原电位高达2.80V，与有机物的反应速率常数一般都在10⁶~10⁹M^-1s^-1，几乎可以同所有的有机物和无机物反应。

目前已知，一价铜（Cu(                                                )）可以引发氧气（O₂）产生过氧自由基（O₂^-·），一价铜和过氧自由基（O₂^-·）可以引发羟基自由基（·OH）的产生，同时一价铜离子转化为几乎没有催化作用的二价铜离子。由于一价铜（Cu()）在水体中的极不稳定性和极低的溶解度，利用铜离子催化氧气产生羟基自由基（·OH）难以实际应用于水处理过程。并且铜离子催化过程中生成的二价铜离子的累积使得铜离子催化氧气的反应效率低，导致催化效果大幅度降低，体系的氧化能力不能得到很好的发挥。

发明内容

针对现有的一价铜催化氧气产生羟基自由基难以在水处理过程中实际应用的问题，本发明公开了一种通过还原性药剂还原二价铜产生一价铜催化氧气产生羟基自由基的方法，以解决在水体中无法实际利用一价铜催化氧气产生羟基自由基的问题。

本发明提供的在水溶液中利用还原性药剂促进铜离子催化氧气生成羟基自由基的方法，是在水中连续通入氧气并投加还原性药剂和二价铜以促进氧气分解产生羟基自由基。

发明人在探索与氧气相关的高级氧化技术时发现，在含有氧气的水体中投入二价铜离子和还原性物质时，还原性物质能将二价铜还原为一价铜，一价铜能与氧气反应产生过氧自由基，一价铜和过氧自由基最终引发羟基自由基的产生，可以到达净化水质的目的。以甲基橙为降解的目标物，连续通入氧气流速或还原性物质投量越大，甲基橙的去除率越高。随着二价铜投量的增大，甲基橙去除率先升高然后保持不变。考虑羟基自由基的产率，还原性药剂与二价铜离子的初始投量比例宜控制在大于10:1的范围。

本发明提供的在水溶液中利用还原性药剂促进铜离子催化氧气生成羟基自由基的方法，开创性的利用还原性物质还原二价铜产生一价铜的瞬间催化氧气产生羟基自由基，且羟基自由基产量大，体系的氧化能力强。产生羟基自由基的过程中不需要特殊的设备，无反应温度的特别要求，适用范围广，克服了一价铜在水体中的极不稳定性和溶解度极低而无法引发氧气产生大量羟基自由基的问题，是一种操作简便、经济实用的利用铜离子催化氧气产生羟基自由基的新型高级氧化技术。

附图说明

图1 在水溶液中利用还原性药剂促进铜离子催化氧气降解甲基橙的甲基橙降解率曲线。

图2 不同pH对羟胺促进铜离子催化氧气降解甲基橙的影响。

图3 不同羟胺浓度对羟胺促进铜离子催化氧气降解甲基橙的影响。

具体实施方案

以下通过实施例对本发明作进一步的具体描述。有必要指出的是，以下的实施例只用于对本发明做进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟悉人员根据上述发明内容，对本发明做出的一些非本质的改进和调整，应仍属于本发明的保护范围。

实施例。