အဆင့်မြင့် ဓာတ်တိုးခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်များတွင် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ပါအောက်ဆိုဒ် ဓာတ်ပစ္စည်းများ၏ ပျက်စီးယိုယွင်းမှု မြှင့်တင်ရေး ယန္တရားများ

ဟိုက်ဒရိုဂျင်ပါအောက်ဆိုဒ် ဓာတ်ကူပစ္စည်း အဆင့်မြင့် oxidation ဖြစ်စဉ်များတွင် ပျက်စီးယိုယွင်းမှုကို တိုးတက်စေသည်။ (AOPs) အဓိက ယန္တရားလေးခုမှတဆင့်. ပထမ, Fenton ကဲ့သို့သော တုံ့ပြန်မှုများသည် H₂O₂ အား အီလက်ထရွန် လွှဲပြောင်းမှုမှတစ်ဆင့် အလွန်တုံ့ပြန်မှုရှိသော ဟိုက်ဒရောဇင်ရယ်ဒီကယ်များအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲပေးသည်။. ဒုတိယ, ဓာတ်ကူပစ္စည်းမျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ တက်ကြွသောနေရာများနှင့် ပိုမိုကောင်းမွန်သောအစုလိုက်အပြုံလိုက်လွှဲပြောင်းမှု H₂O₂ တက်ကြွမှုကို တိုးစေသည်။. တတိယ, သတ္တုမျိုးစုံကြားတွင် redox စက်ဘီးစီးခြင်းသည် တုံ့ပြန်မှုလှုံ့ဆော်မှုစွမ်းအင်ကို လျော့နည်းစေသည်။. စတုတ္ထ, အစွန်းရောက်မဟုတ်သောလမ်းကြောင်းများ (singlet အောက်ဆီဂျင်, တန်ဖိုးကြီးသောသတ္တု-oxo မျိုးစိတ်များ) ရွေးချယ်ပြီး ထိရောက်သော ဆုတ်ယုတ်မှုကို ဖွင့်ပေးသည်။. တဆက်တည်း, ဒီယန္တရားတွေက အတူတူအလုပ်လုပ်တယ်။. ရလဒ်အနေနှင့်, ၎င်းတို့သည် ကျယ်ပြန့်သော pH အကွာအဝေးနှင့် ရှုပ်ထွေးသော ရေမက်ထရစ်များတွင် H₂O₂ အသုံးချမှုကို မြှင့်တင်ရန် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ပါအောက်ဆိုဒ် ဓာတ်ကူပစ္စည်းများကို ခွင့်ပြုသည်။.

Minstrong Hydrogen peroxide ဓာတ်ကူပစ္စည်း

1. Fenton ကဲ့သို့ တုံ့ပြန်မှု: Electron Transfer ဖြင့် မောင်းနှင်သော အစွန်းရောက် မျိုးဆက်

တစ်သားတည်းဖြစ်တည်နေသော Fenton တုံ့ပြန်မှုတွင်, Fe²⁺ သည် H₂O₂သို့ အီလက်ထရွန်တစ်ခု လှူဒါန်းပါသည်။. ၎င်းသည် hydroxyl radicals ကိုထုတ်ပေးသည်။ (· အို): Fe²⁺ + H₂O₂ → Fe³⁺ + · အို + အို⁻. hydroxyl radical သည် oxidation ဖြစ်နိုင်ချေ မြင့်မားသည်။ 2.80 v. ထို့ကြောင့်, ၎င်းသည် အော်ဂဲနစ်ညစ်ညမ်းမှုအများစုကို သတ္တုတွင်းထွက်အဖြစ် ရွေးချယ်၍မရနိုင်ပါ။. သို့သော်, သမားရိုးကျစနစ်တွင် ကျဉ်းမြောင်းသော pH ပြတင်းပေါက်တစ်ခုရှိသည်။ (2-၄). ၎င်းသည် သံ sludge အမြောက်အမြားထွက်ရှိပြီး ဓာတ်ကူပစ္စည်းများ ပြန်လည်ရယူရန် ခက်ခဲစေသည်။.

ကွဲပြားသော ဟိုက်ဒရိုဂျင်ပါအောက်ဆိုဒ် ဓာတ်ကူပစ္စည်းများသည် ဤအားနည်းချက်များကို ကျော်လွှားသည်။. အတိအကျ, ၎င်းတို့သည် တက်ကြွသောသတ္တုများကို တင်ဆောင်သည်။ (Fe, Cu, Mn) porous supports များပေါ်သို့. ဥပမာအားဖြင့်, Minstrong ၏ Hopcalite ဓာတ်ကူပစ္စည်းကို ယူပါ။ (ကြေးနီမန်းဂနိစ် ရောစပ်ထားသော အောက်ဆိုဒ်). ၎င်း၏မျက်နှာပြင်တွင် Cu²⁺/Cu⁺ နှင့် Mn⁴⁺/Mn³⁺ redox အတွဲများပါရှိသည်။. ဤအတွဲများသည် ·OH ထုတ်လုပ်ရန် H₂O₂ ကို စဉ်ဆက်မပြတ် ဓာတ်ပစ္စည်းများပြုပါသည်။. ထိုမှတပါး, ဓာတ်ကူပစ္စည်းသည် ပြန်လည်ရရှိနိုင်သည်။, နှင့် ၎င်း၏သက်ဆိုင်သော pH အကွာအဝေးသည် 4-9 အထိ တိုးသည်။. ကြေးနီ-မန်းဂနိစ် ဓာတ်ကူပစ္စည်းများသည် တစ်သားတည်းဖြစ်တည်နေသော Fe²⁺ စနစ်ထက် ဖီနိုလစ်ညစ်ညမ်းမှုကို ၂ ဆမှ ၃ ဆ ပိုမြန်ကြောင်း လေ့လာမှုများက ဖော်ပြသည်။.

2. Surface-Interface Activation: Active Sites နှင့် Mass Transfer တို့၏ ပူးပေါင်းဆောင်ရွက်မှု

အချက်နှစ်ချက်သည် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ပါအောက်ဆိုဒ် ဓာတ်ကူပစ္စည်းများ၏ ပျက်စီးယိုယွင်းမှု ထိရောက်မှုကို ပြင်းထန်စွာ သက်ရောက်မှုရှိသည်။. တစ်ခုမှာ တက်ကြွသောဆိုဒ်များ၏ ပင်ကိုယ်လုပ်ဆောင်ချက်ဖြစ်သည်။. နောက်တစ်ချက်က ဓာတ်ပြုသူ၏ အစုလိုက်အပြုံလိုက် လွှဲပြောင်းနှုန်းဖြစ်သည်။. အရှင်, နှစ်ခုလုံးကို optimizing လုပ်ဖို့အရေးကြီးတယ်။.

တစ်ခုတည်း-အက်တမ်ဓာတ်ကူပစ္စည်း (ဥပမာ, Fe-N₄ ဖွဲ့စည်းပုံ) အဏုမြူအဆင့် ချိန်ညှိမှု အောင်မြင်ရန်. ၎င်းတို့သည် H₂O₂ ၏ heterolytic ကွဲထွက်မှုကို ဦးစားပေးသည်။. ၎င်းသည် တန်ဖိုးမြင့်သံ-oxo မျိုးစိတ်များကို ထုတ်ပေးသည်။ (Fe(IV)=အို). ဒီလမ်းမှာ, H₂O₂ အသုံးချမှုသည် အထက်သို့ရောက်ရှိနိုင်သည်။ 90%. ထိုမျှသာမက, ၎င်းသည် anions ကြောင့် အစွန်းရောက်မှုကို ရှောင်ရှားသည်။.

မန်းဂနိစ်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကဲ့သို့သော သတ္တုအောက်ဆိုဒ်များတွင် အောက်ဆီဂျင်လစ်လပ်နေရာများသည် လှုံ့ဆော်မှုစင်တာများအဖြစ် ဆောင်ရွက်သည်။. ၎င်းတို့သည် O-O bond dissociation စွမ်းအင်ကို လျှော့ချပေးသည်။. ဥပမာအားဖြင့်, Minstrong ၏ activated manganese dioxide ဓာတ်ကူသည် calcination temperature ကို ထိန်းချုပ်ခြင်းဖြင့် အောက်ဆီဂျင် လစ်လပ်နေသော အာရုံစူးစိုက်မှုကို ချိန်ညှိပေးသည်. ရလဒ်အနေနှင့်, ဤပြုပြင်ပြောင်းလဲမှုသည် ဓာတ်ပစ္စည်းများ ပြိုကွဲပျက်စီးခြင်းမှ လှုံ့ဆော်မှုစွမ်းအင်ကို လျော့နည်းစေသည်။ 50 kJ/mol အောက်သို့ 35 kJ/mol.

ထို့ အပြင်, ဓာတ်ကူပစ္စည်းကို monolithic တည်ဆောက်မှုအဖြစ် ဖန်တီးခြင်း။ (ဥပမာ, ပုဆိုးကြွေထည်များပေါ်တွင်) diffusion resistance ကိုလျှော့ချပေးသည်။. အဆက်မပြတ်စီးဆင်းနေသော ဓာတ်ပေါင်းဖိုတွင်, monolithic ဓာတ်ကူပစ္စည်းသည် အမှုန့်ပြုလုပ်ထားသော ဓာတ်ကူပစ္စည်းနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက COD ဖယ်ရှားမှုကို 15-20 ရာခိုင်နှုန်း တိုးစေသည်။.

3. Multi-Metal Synergy: Redox စက်ဘီးစီးခြင်း၏အရှိန်

သတ္တုတစ်မျိုးတည်း ဓာတ်ကူပစ္စည်းများသည် နှေးကွေးသော valence-state ပြောင်းလဲခြင်းမှ ကန့်သတ်ချက်များနှင့် ရင်ဆိုင်ရလေ့ရှိသည်။. ဥပမာအားဖြင့်, Fe³⁺ သို့ Fe²⁺ လျှော့ချခြင်းသည် နှေးကွေးသည်။. ထို့ကြောင့်, ဒုတိယသတ္တုကို မိတ်ဆက်ခြင်းသည် bimetallic synergistic system တစ်ခုဖြစ်သည်။. ၎င်းသည် အီလက်ထရွန်လွှဲပြောင်းမှုကို သိသိသာသာ အရှိန်မြှင့်ပေးသည်။.

Hopcalite ဓာတ်ကူပစ္စည်းကို ယူပါ။ (ခန့်မှန်းခြေ 40% CuO + 60% MnO₂) ဥပမာတစ်ခုအနေနဲ့. Cu⁺ သည် H₂O₂ ကိုထုတ်လုပ်ရန် ·OH နှင့် Cu²⁺ သို့ ဓာတ်တိုးစေသည်. ဗကသ, အိမ်နီးချင်း Mn³⁺/Mn⁴⁺ စုံတွဲသည် အီလက်ထရွန်များကို Cu²⁺ သို့ လျင်မြန်စွာ လွှဲပြောင်းပေးသည်။. ၎င်းသည် Cu²⁺ ကို Cu⁺ သို့ ပြန်လျှော့ချသည်။, ဓာတ်ပစ္စည်းများ လည်ပတ်မှုကို ပိတ်သည်။.

နှိုင်းယှဉ်စမ်းသပ်မှုများသည် Rhodamine B ၏ 120 မိနစ်ကြာ ပြိုကွဲမှုအတွက် အောက်ပါရလဒ်များကို ပြသသည်။: – CuO တစ်ခုတည်း: အကြောင်း 55% – MnO₂ တစ်ခုတည်း: အကြောင်း 42% – ကြေးနီ-မန်းဂနိစ် ပေါင်းစပ်ဓာတ်ကူပစ္စည်း: 89%

Ternary စနစ်တစ်ခုတွင်, Fe-Mn-Cu@Al₂O₃ အောင်မြင်သည်။ 82.08% အတွင်းမှ quinoline ကိုဖယ်ရှားခြင်း။ 6 နာရီ. အများအပြား redox စုံတွဲများ (Fe³⁺/Fe²⁺, Mn⁴⁺/Mn²⁺, Cu²⁺/Cu⁺) ရှုပ်ထွေးသော အီလက်ထရွန် လွှဲပြောင်းခြင်း ကွန်ရက်ကို ဖွဲ့စည်းပါ။. တဆက်တည်း, ဤကွန်ရက်သည် H₂O₂ ၏ မထိရောက်သော ပြိုကွဲမှုကို တားဆီးသည်။.

4. အစွန်းရောက်မဟုတ်သောလမ်းကြောင်းများ: Broad-Spectrum မှ Selective Oxidation သို့ ပြောင်းသည်။

ဟိုက်ဒရိုဂျင်ပါအောက်ဆိုဒ် ဓာတ်ကူပစ္စည်းများသည် · OH လမ်းကြောင်းမှတဆင့် အလုပ်မလုပ်ပါ။. အစား, singlet အောက်ဆီဂျင် (¹O₂) သတ္တု-oxo မျိုးစိတ်များ (Fe(IV)=အို, Mn(v)=အို) အခြားရွေးချယ်စရာများကို ကမ်းလှမ်းပါ။. ၎င်းတို့သည် သက်တမ်းပိုရှည်ပြီး ရွေးချယ်နိုင်မှု မြင့်မားသည်။. ဥပမာအားဖြင့်, ¹O₂ သည် မိုက်ခရိုစက္ကန့်၏ သက်တမ်းရှိသည်။, ·OH သည် နာနိုစက္ကန့်သာကြာသည်။.

အယ်ကာလိုင်းအခြေအနေများအောက်တွင်, Dual-site single-atom ဓာတ်ကူပစ္စည်း (ဥပမာ, CuFe-PCN) H₂O₂ အချိုးအစား မညီမျှခြင်းကို ¹O₂ ထုတ်လုပ်ရန် အားပေးသည်။. အောက်ဆီဂျင်သည် အီလက်ထရွန်ကြွယ်ဝသော အုပ်စုများကို ဦးစားပေးတိုက်ခိုက်သည်။. ၎င်းသည် anion နှောက်ယှက်မှုကိုလည်းခုခံသည်။. အတိအကျ, စမ်းသပ်ချက်များအရ pH = 13 ဖြစ်သည်။, တုံ့ပြန်မှုနှုန်းသည် ကိန်းသေဖြစ်သည်။ 75 အက်စစ်ဓာတ်အခြေအနေများထက် အဆပိုများသည်။. ထိုမှတပါး, ဓာတ်ကူပစ္စည်းသည် နောက်ပိုင်းတွင် လှုပ်ရှားမှုဆုံးရှုံးမှုကို မပြပါ။ 12 ဆက်တိုက်အသုံးပြုခြင်း။.

အခြားပုံမှန်မဟုတ်သော အစွန်းရောက်လမ်းကြောင်းသည် သံအက်တမ်တစ်ခုတည်း ဓာတ်ကူပစ္စည်းမှ လာသည်။ (Fe₁-GO). အလွန်နိမ့်သော H₂O₂ ပမာဏဖြင့်သာ 2 mM, ဤဓာတ်ကူပစ္စည်းသည် Fe ကိုထုတ်ပေးသည်။(IV)=အို. အထက်က ထိန်းသိမ်းတယ်။ 95% လေးကြိမ်ဆက်တိုက် ပဋိဇီဝဆေးမျိုးစုံကို ဖယ်ရှားခြင်း။. ဖြည့်စွက်ကာ, Fe(IV)=O သည် ·OH စွန့်ပစ်ပစ္စည်းများကို အာရုံမခံနိုင်ပါ။ (ကလိုရိုက်အိုင်းယွန်းနှင့် tert-butanol ကဲ့သို့သော). ထို့ကြောင့်, ဆားငန်မြင့်သောရေဆိုးများအတွက် ကောင်းစွာအလုပ်လုပ်သည်။.

စံပြဓာတ်ကူပစ္စည်းတစ်ခုသည် လမ်းကြောင်းနှစ်ခုကို အင်တိုက်အားတိုက် ချိန်ညှိသင့်သည်။. အခြားတဖက်တွင်မူ, ဆားငန်နည်းသောရေဆိုးများတွင်, လျင်မြန်သော ဓာတ်သတ္တုပြုလုပ်ရန်အတွက် · OH ကို သုံးနိုင်သည်။. သို့သော်ငြားလည်း, ဆားငန်မြင့်မားစွာ, alkaline ရေဆိုး, ၎င်းသည် ပျက်စီးယိုယွင်းမှုကို ထိန်းသိမ်းရန် အစွန်းရောက်မဟုတ်သော လမ်းကြောင်းသို့ ပြောင်းနိုင်သည်။.

နိဂုံး

အဆင့်မြင့် ဓာတ်တိုးခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်များတွင် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ပါအောက်ဆိုဒ် ဓာတ်ကူပစ္စည်းများ၏ ပျက်စီးယိုယွင်းမှု မြှင့်တင်ရေး ယန္တရားများသည် ကျယ်ပြန့်လာသည်။. ၎င်းတို့သည် Fenton အစွန်းရောက်တုံ့ပြန်မှုမှ ဘက်စုံသုံးစနစ်သို့ ပြောင်းရွှေ့ခဲ့ကြသည်။. ဤစနစ်တွင် မျက်နှာပြင်-မျက်နှာပြင်ကို အသက်သွင်းခြင်း ပါဝင်သည်။, Multi-သတ္တုပေါင်းစပ်, နှင့် အစွန်းရောက်မဟုတ်သော လမ်းကြောင်းများ. Minstrong သည် ဤယန္တရားများကို စွမ်းဆောင်ရည်မြှင့်တင်မှုများအဖြစ် ဘာသာပြန်ဆိုရန် ကတိပြုပါသည်။. အတိအကျ, ကုမ္ပဏီသည် ၎င်းတို့အား ၎င်း၏ Hopcalite ဓာတ်ကူပစ္စည်းများတွင် အသုံးပြုသည်။, ကြေးနီအောက်ဆိုဒ် ဓာတ်ကူပစ္စည်း, နှင့် မန်းဂနိစ်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ် ဓာတ်ကူပစ္စည်းများ. ရလဒ်အနေနှင့်, ဤနည်းပညာများသည် ဓာတုရေဆိုးသန့်စင်ခြင်းအတွက် ပိုမိုကောင်းမွန်သော ဖြေရှင်းနည်းများကို ပေးဆောင်သည်။, စက်မှုလုပ်ငန်းသုံး ဓာတ်ငွေ့ သန့်စင်ခြင်း။, နှင့် ထွက်ပေါ်လာသော ညစ်ညမ်းမှုကို ဖယ်ရှားခြင်း။.

စာရေးသူ：ဂလိုရီယာ
ရက်စွဲ:2026-06-11