Китайские исследователи из Харбинского политехнического университета обнаружили, что выход гидроксильных радикалов в процессе пероксона достигает 67%

Репортаж от Wedoany，Исследователи Харбинского политехнического университета установили, что химическая эффективность широко применяемого в водоочистке процесса пероксона (peroxone process) могла долгое время недооцениваться. Научная группа выявила, что стабильный выход гидроксильных радикалов в этом процессе составляет около 67%, а перенос электронов является одним из ключевых путей инициирования, что создаёт новую теоретическую основу для оптимизации работы существующих очистных сооружений.

Водоочистка является одной из ключевых опор, поддерживающих функционирование городов, промышленное производство и логистические сети. С ростом населения и ужесточением экологических требований операторы очистных сооружений вынуждены удалять больше загрязнителей, потребляя при этом меньше ресурсов. Передовые окислительные процессы привлекают внимание благодаря прямому химическому разрушению загрязнителей, причём озон является одним из наиболее часто используемых инструментов обработки. Введение перекиси водорода в процесс озонирования, образующее процесс пероксона, считается наиболее зрелой системой передового окисления. Однако расхождение между химическими механизмами этого процесса и инженерными допущениями долгое время затрудняло точную оптимизацию условий обработки для операторов.

Исследовательская группа из Государственной ключевой лаборатории городских водных ресурсов и водной среды Харбинского политехнического университета, в состав которой входят Yishi Wang (Ван Иши), Wei Qiu (Цю Вэй), Yongbo Yu (Юй Юнбо) и Jun Ma (Ма Цзюнь), опубликовала свою работу в журнале «Environmental Science and Ecotechnology». Используя комбинацию экспериментов по захвату радикалов, конкурентных экспериментов и квантово-химического моделирования, учёные заново пересмотрели механизмы инициирования химии пероксона.

В качестве индикаторов для оценки активности гидроксильных радикалов в процессе обработки исследователи использовали атразин (atrazine) и пара-хлорбензойную кислоту (p-chlorobenzoic acid). Исследование показало, что в нейтральных условиях введение перекиси водорода обеспечивает более надёжный путь генерации гидроксильных радикалов. С помощью экспериментов по полному захвату с использованием трет-бутанола и диметилсульфоксида группа определила, что стабильный выход гидроксильных радикалов в процессе O₃/H₂O₂ составляет около 67%. Квантово-химический анализ показал, что при участии гидропероксид-иона в реакции скорости двух конкурирующих путей — переноса атома кислорода и переноса электрона — близки. Определение переноса электрона в качестве основного механизма инициирования объясняет, почему предыдущие модели не могли полностью отразить реальную производительность обработки.

Исследование указывает на то, что измерение только распада озона не позволяет полностью оценить эффективность обработки. Полученные результаты предоставляют инженерам более точные стратегии дозирования окислителей, способствуя оптимизации условий обработки и повышению её эффективности в условиях изменяющегося качества воды. Исследование также связывает экспериментальные наблюдения с теорией переноса электрона Маркуса (Marcus electron-transfer theory), обеспечивая теоретическую поддержку для улучшения прогностических моделей обработки.

Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com