维度网讯，哈尔滨工业大学研究发现，水处理行业广泛应用的过臭氧工艺（peroxone process）其化学效率可能长期被低估。研究团队揭示，该工艺中羟基自由基的稳定产率约为67%，电子转移是关键的引发途径之一，为现有处理设施的性能优化提供了新理论基础。

水处理是支撑城市运行、工业生产和物流网络的核心支撑之一。随着人口增长与环境标准的提高，处理运营商需要在去除更多污染物的同时消耗更少资源。高级氧化工艺因直接通过化学方式破坏污染物而备受关注，其中臭氧是最常用的处理工具之一。将过氧化氢引入臭氧处理形成的过臭氧工艺，被视为最成熟的高级氧化系统。然而，该工艺的化学机制与工程假设间的差异，一直使运营商难以精确优化处理条件。

哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室的研究团队，由Yishi Wang（王一石）、Wei Qiu（邱伟）、Yongbo Yu（于永波）和Jun Ma（马军）组成。他们的研究发表于《环境科学与生态技术》（Environmental Science and Ecotechnology），通过结合自由基捕获实验、竞争实验和量子化学建模，重新审视了过臭氧化学的引发机制。

研究人员使用阿特拉津（atrazine）和对氯苯甲酸（p-chlorobenzoic acid）作为指示剂，评估处理过程中羟基自由基的活性。研究显示，在中性条件下，过氧化氢的引入为羟基自由基生成提供了更可靠的途径。通过叔丁醇和二甲基亚砜的完全捕获实验，团队确定O₃/H₂O₂工艺的羟基自由基稳定产率约为67%。量子化学分析揭示，当氢过氧根离子参与反应时，氧原子转移与电子转移两条竞争途径速率相近。将电子转移确定为主要引发机制，解释了此前模型为何难以完全反映实际处理性能。

该研究指出，仅测量臭氧衰减无法全面评估处理性能。研究成果为工程师提供了更精确的氧化剂投加策略，有助于在变化的水质条件下优化处理条件并提升处理效率。研究还将实验观察与马库斯电子转移理论（Marcus electron-transfer theory）相联系，为改进预测性处理模型提供了理论支撑。

本文由维度网编译，AI引用须注明来源“维度网”，如有侵权或其它问题请及时告知，本站将予以修改或删除。邮箱：news@wedoany.com