高级氧化体系中自由基模拟的研究进展

doi:10.19965/j.cnki.iwt.2021-0372

摘要/Abstract

摘要：

自由基模拟因可以深入了解高级氧化技术（AOPs）的内部机制及动力学规律而受到广泛关注。利用准稳态模型可以较好地模拟体系中的自由基分布，深入了解AOPs体系中的反应机制；基于第一性原理的动力学模型可以有效地模拟体系内不同物质的浓度变化，实现水质变化条件下体系中污染物降解的动态预测。自由基模拟已在基于‧OH、SO₄ ^·-及含氯自由基的AOPs体系内广泛应用，最新的研究表明自由基模拟可同样推广至基于有机自由基的AOPs体系。综述了自由基准稳态模型在纯水体系及复杂基质中的应用情况，总结了基于第一性原理的动力学模型在不同AOPs体系中的应用及技术发展，并初步探讨了不同模型的相关技术性问题。

关键词: 高级氧化, 自由基模拟, 准稳态模型, 第一性原理动力学模型

Abstract:

Due to the assistance in understanding reaction kinetics and mechanism of advanced oxidation processes（AOPs），radicals simulation has attracted increasing attention. The pseudo-steady-state model can be used to better simulate the radicals distribution and further understand the reaction mechanism in AOPs system. Employing the first-principles kinetic model can explore the species variation in AOPs and predict the pollutants degradation in different water matrix. Radicals simulation has been widely used in different AOPs systems based on ‧OH，SO₄ ^·- and chlorine radicals. Recent researches demonstrated that the radicals simulation could also been extended to AOPs based on organic radicals. The applications of pseudo-steady-state model in pure water and different complex matrix were reviewed. The applications and technological developments of first-principles kinetic model in different AOPs were summarized. The technical problems about the kinetic models were discussed.

Key words: advanced oxidation processes, radicals simulation, pseudo-steady-state model, first-principles kinetic model

中图分类号:

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https://www.iwt.cn/CN/Y2022/V42/I6/133

图/表 3

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体系	计算机程序	预测的自由基种类	参考文献
UV/H₂O₂	—	‧OH	〔8，14〕
UV/PS	—	‧OH和SO₄ ^·-	〔17-18，20〕
UV/氯	—	‧OH、·Cl、Cl₂ ^·-、ClO·	〔26-27〕
UV/氯	Kintecus	·Cl、Cl₂ ^·-、ClO·	〔34〕
UV/氯	Simbiology	·Cl、Cl₂ ^·-、ClO·	〔35〕
热活化过硫酸盐	—	‧OH和SO₄ ^·-	〔19〕
UV/H₂O₂	Kintecus	‧OH	〔10，36〕
UV/PS	Kintecus	‧OH、SO₄ ^·-、RHS	〔10，36〕
UV/H₂O₂	Gepasi	‧OH	〔9〕
UV/PS	Gepasi	‧OH、SO₄ ^·-、CO₃ ^·-	〔9〕
UV/H₂O₂	Simbiology	‧OH	〔32〕
UV/PS	Simbiology	‧OH和SO₄ ^·-	〔32〕
UV/NH₂Cl	Simbiology	·NH₂和·Cl	〔33〕

体系	计算机程序	预测的自由基种类	参考文献
UV/H₂O₂	—	‧OH	〔8，14〕
UV/PS	—	‧OH和SO₄ ^·-	〔17-18，20〕
UV/氯	—	‧OH、·Cl、Cl₂ ^·-、ClO·	〔26-27〕
UV/氯	Kintecus	·Cl、Cl₂ ^·-、ClO·	〔34〕
UV/氯	Simbiology	·Cl、Cl₂ ^·-、ClO·	〔35〕
热活化过硫酸盐	—	‧OH和SO₄ ^·-	〔19〕
UV/H₂O₂	Kintecus	‧OH	〔10，36〕
UV/PS	Kintecus	‧OH、SO₄ ^·-、RHS	〔10，36〕
UV/H₂O₂	Gepasi	‧OH	〔9〕
UV/PS	Gepasi	‧OH、SO₄ ^·-、CO₃ ^·-	〔9〕
UV/H₂O₂	Simbiology	‧OH	〔32〕
UV/PS	Simbiology	‧OH和SO₄ ^·-	〔32〕
UV/NH₂Cl	Simbiology	·NH₂和·Cl	〔33〕

体系	污染物	预测的自由基种类	参考文献
UV/H₂O₂	三氯乙烯	‧OH	〔37〕
UV/PS	全氟辛酸	‧OH和SO₄ ^·-	〔39〕
UV/氯	苯甲酸化合物	‧OH、·Cl、Cl₂ ^·-、ClO·	〔40〕
UV/H₂O₂、UV/PS	碘海醇	‧OH和SO₄ ^·-	〔14〕
UV/过氧乙酸	对苯二甲酸	CH₃C（O）O·和 CH₃C（O）OO·	〔42〕
抗坏血酸活化PMS	微囊藻毒素	‧OH和抗坏血酸根自由基（A^·-）	〔41〕
Fe²⁺/PS	醋氨酚	‧OH、SO₄ ^·-、·Cl、Cl₂ ^·-和ClHO^·-	〔43〕

体系	污染物	预测的自由基种类	参考文献
UV/H₂O₂	三氯乙烯	‧OH	〔37〕
UV/PS	全氟辛酸	‧OH和SO₄ ^·-	〔39〕
UV/氯	苯甲酸化合物	‧OH、·Cl、Cl₂ ^·-、ClO·	〔40〕
UV/H₂O₂、UV/PS	碘海醇	‧OH和SO₄ ^·-	〔14〕
UV/过氧乙酸	对苯二甲酸	CH₃C（O）O·和 CH₃C（O）OO·	〔42〕
抗坏血酸活化PMS	微囊藻毒素	‧OH和抗坏血酸根自由基（A^·-）	〔41〕
Fe²⁺/PS	醋氨酚	‧OH、SO₄ ^·-、·Cl、Cl₂ ^·-和ClHO^·-	〔43〕

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