히드 록실 라디칼의 제조

프로세스는 Fe2+ 와 H2O2 의 조합을 Fenton 시약 라고 합니다. 폐수에서 유기오염물을 효과적으로 산화시켜 분해할 수 있는데, 그 본질은 H2O2 가 Fe2+ 의 촉매하에 높은 반응활성성을 지닌 OH 를 생성한다는 것이다. 현재, 펜톤 방법은 주로 광방사선, 촉매, 전기화학작용을 통해 OH 를 생산한다. 광촉매나 광방사법을 이용하여 OH 를 발생시켰는데, H2O2 및 태양에너지 이용 효율이 낮은 문제가 있었다. 전기 Fenton 방법은 H2O2 와 Fe2+ 모두 전기화학법을 통해 지속적으로 [7] 을 발생시켜 일반 화학 Fenton 시약 보다 H2O2 이용률이 높고, 비용이 낮고, 반응속도가 빠르다는 장점이 있다. 따라서 전기 Fenton 법을 통해 OH 를 생산하는 것이 주요 방법 중 하나가 될 것이다. < P > 전기 펜톤 (Fenton) 을 적용해 유기폐수를 처리하면 대부분 평평한 철을 양극으로, 다공성 탄소 전극을 음극으로, 음극에서 산소나 공기를 통한다. 전기가 들어오면 음양 양극에서 같은 전기화 당량의 전기화학반응이 이뤄지고, 같은 시간 동안 각각 같은 물질의 양인 Fe2+ 와 H2O2 를 만들어 펜톤 시약 생성 화학반응이 이뤄진다 [8]. < P > 용액의 pH 값은 산소 음극 복원이 H2O2 를 얻는 반응에 큰 영향을 미친다 [9]. 연구에 따르면 용액의 pH 값은 음극 반응 전위와 슬롯 전압에 영향을 줄 뿐만 아니라 H2O2 를 생성하는 전류 효율도 결정하여 이후 OH 의 효율성과 유기 오염물과의 분해 탈색 반응에 영향을 미칠 것으로 나타났다. < P > 는 198 년대 중반 이후 국내외에서 전기 펜톤 법기와 유기폐수에서의 응용에 대해 광범위하게 연구를 진행했다. Hsiao 등 [1] 흑연을 음극으로 사용하여 페놀과 클로로 벤젠의 산화를 연구 한 결과 페놀과 클로로 벤젠의 산화 처리가 광 펜톤 법보다 철저하다는 것이 밝혀졌다. 정희 [11] 등은 용해성 철을 양극으로, 다공성 흑연전극을 음극으로, Na2SO4 는 전해질을 지지하며, 전기 분해 현장에서 펜톤 시약, 저전류 밀도 (1 mA/cm2) 를 발생시켜 음과 양극부반응의 발생을 효과적으로 억제한다. 또한, 전기 펜톤 법은 다른 방법과 함께 폐수를 처리하는데, 많은 연구자들이 그 타당성에 대해 [12] 를 연구하여 어느 정도 효과를 거두었다. Brillas 등 [13] 각각 Pt 를 양극과 산소를 충전하는 탄소-폴리 염화 비닐을 음극으로 사용하고, 2,4-D (디클로로 페녹시 아세트산) 를 분해해 농도가 낮을 때 2,4-D 의 광화도가 9% 에 달하며, 광펜톤 방법과 결합되면 Kusvuran 등 [14] 또한 RR12 유기염료 폐수를 연구 대상으로 전기 펜톤 방법과 기타 방법의 처리 효과를 비교 분석한 결과 습공기산화법, 광전펜톤 방법, UV/TiO2 의 분해 효과가 이상적이고 전기 펜톤 방법이 이차임을 알 수 있다. 가외 전기장 작용으로 양극은 직접 또는 간접적으로 강한 산화 활성을 가진 OH [15] 를 생산할 수 있다. 이런 방법의 특징은 기본적으로 2 차 오염이 없어 환경 보호의 요구에 부합한다. 오랜 기간 동안 전극 재료의 제한으로 인해 유기 오염물을 분해하는 전류 효율이 낮고 에너지 소비량이 많아 실제 폐수 처리에 직접 적용되지 않아 양극 재료의 연구도 자연스럽게 주요 연구 방향이 되었다. 198 년대 이후 국내외 많은 연구자들은 고도의 촉매 활성을 가진 전극 재료를 개발해 전기 촉매 생성 OH 의 기계와 분해 효율에 영향을 미치는 요인을 연구하여 큰 돌파구를 마련했다. 특수 내화성 유기폐수 처리에 쓰이기 시작했다. 송위봉 [16] 등 금속산화물로 만든 2 차원 안정양극 (DSA) 이 유기물을 산화분해해 어느 정도 효과를 냈다. 그러나 전통적인 2 차원 평판 전극의 표면적이 작기 때문에 물질 전달 문제는 여전히 근본적으로 해결되지 않고, 전류 효율이 낮고, 에너지 소비량이 높기 때문에 실제로 보편적으로 응용되지 못했다. 반면, 3 차원 전극은 면체 비율이 높아져 전도효과가 좋아 많은 연구자들의 주목을 받으며 어느 정도 효과를 거뒀다. 하춘 등 [17] 은 3 차원 전극 전기화학반응기의 신기술을 이용하여 유기폐수의 아닐린을 효과적으로 제거할 수 있다. 일부 연구자들은 값싼 스테인리스강을 전극 재료로 사용하여 2 차원 전극법과 3 차원 전극법의 처리 효과와 그 이치를 연구했다. 웅용춘 등 [18] 이 방법으로 로댕민 B 염료 폐수를 처리한 결과, 스테인리스강 전극 소재가 유기오염물에 대해 전기 촉매 분해 작용을 하는 것으로 나타났다. 특히 3 차원 전극법을 사용하면 비교적 짧은 시간 내에 우수한 물 처리 효과를 얻을 수 있다. 비색법 측정 결과 스테인리스강 전극 소재가 전기 촉매 분해 과정에서 산화력이 매우 강한 OH 를 발생시킨 것으로 나타났다. 최염핑 등 [19] 은 복잡한 극성 3 차원 전지에서 입자와 공기 속으로 들어가는 전기 화학 산화 과정을 연구하여 양극의 직접 산화 작용, 양극 오, 음극을 이용하여 H2O2 의 간접 산화작용을 발생시켜 낮은 에너지 소비로 충전입자의 활용도를 충분히 높여 분해 효과를 높였습니다. Duverneuil 등 [2] SnO2 가 쌓인 Ti 를 양극으로 사용하여 유기폐수를 분해해 만족스러운 제거 효과를 얻었다. < P > 그러나, 전기 분해산화법 공업화 응용에는 여전히 낮은 전류 효율, 에너지 소모량, 전기 촉매 분해반응기의 효율이 낮고, 전기화학 촉매가 유기오염물을 분해하는 기계도 더 논의해야 한다 [21]. 상술한 문제에 대한 연구를 강화하는 것은 이 법이 앞으로 발전하는 방향이다. 일부 반도체 소재는 광화학 특성과 활발한 전기화학 행위가 좋기 때문에 최근 몇 년 동안 반도체 소재를 이용하여 전극을 만들어 유기폐수에 사용하는 연구 응용은 이미 많은 연구자들의 중시를 불러일으켰다 [22]. < P > 반도체 촉매소재는 전기장에서' 공혈' 효과 [23] 를 가지고 있다 수용액에서 발생하는 전기 촉매 산화 반응에서 물 분자는 반도체 표면에서 전자를 잃고 강한 산화성 OH 를 생성하며 반도체 촉매제와 전극에 의해 생성된 H2O2 등 활성산화물질도 시너지 효과를 내기 때문에 전기 촉매 반응 체계에는 강한 산화인자를 생성하는 여러 가지 방법이 있어 촉매 분해의 효율을 효과적으로 높일 수 있다. 반도체 전기 촉매 반응에서 전압과 전류 강도는 모두 일정한 값에 도달해야 한다. 일반적으로, 가전압이 높아짐에 따라, 시스템이 OH 를 생성하는 속도가 증가하고, 유기물의 제거 효율이 높아진다 [24]. 그러나 추가 전압이 일정 값에 도달하면 전압을 더 높이면 자유기 생성을 억제하고 촉매 효율 [25] 을 낮추는 연구도 있다. < P > 반도체 전기 촉매법은 유기폐수 처리에서 반도체 전극과 나노 반도체 재료 전극이 섞여 양극으로 유기폐수를 처리하는 연구를 주로 하고 있다. 동해 등 [26] 안티몬이 섞인 SnO2 분말로 만든 반도체 전극으로 페놀 폐수의 전기 촉매 분해 반응을 연구하여 페놀에 대한 분해율이 9% 에 달했다. 자외선 등 조사 아래, 플러스 전기장의 작용으로 TiO2 반도체에도' 공혈' 효과가 존재한다. 이 광전조합은 OH 를 생성하는 방법을 광전 촉매법이라고도 한다. TiO2 광전조합 효과는 전도대 전자의 복원 과정을 원자가의 공혈과 같은 산화 과정을 공간 위치 (반도체 입자와 비교) 에서 분리할 수 있을 뿐만 아니라, 단순 복합을 현저히 감소시켜 반도체 표면 OH 의 생성 효율을 크게 높이고 산화 중간 산물의 음극 재복원을 방지합니다. 또한 전도대 전자는 음극 복원수의 H+ 로 유도될 수 있으므로 시스템에 전자 포로제로서의 O2 를 드럼할 필요가 없습니다 < P > 이 같은 우세로 유기폐수 연구에서 광전촉매 기술이 급속히 발전해 대청 등 [28] TiO2 박막 전극을 작업전극으로 활용해 염화 페놀 (예: 4- 클로로 페놀과 2,4,6- 트리클로로 페놀) 폐수를 분해 대상으로 하는 전기 광촉광제를 구축했다. Cheng 등 [29] 3 차원 전극광전으로 메틸렌란 폐수를 분해하는 연구에 따르면 탈색률과 COD 제거율은 각각 95% 와 87% 로 나타났다. Waldne 등 [3] TiO2 반도체 광전촉매법으로 4- 염소 페놀을 분해하는 연구를 진행해 처리 효과를 높였다. < P > 현재 광전화학반응 연구는 대부분 실험실 단계로 제한되고 있으며, 나노 TiO2 반도체 전극 광전촉매법을 적용해 대규모 산업 유기폐수를 처리하는 보도는 많지 않다. 주로 TiO2 반도체의 재사용률이 높지 않고 광전촉매반응기의 광전촉매 효율이 낮아졌기 때문이다. 이에 따라 TiO2 를 개조해 효율적이고 재사용 가능한 전극으로 만들었다. 예를 들어 TiO2 재료 표면에 귀금속 퇴적, 금속 이온 도핑, 복합 반도체, 표면 광민화제 등 [31] 은 이미 TiO2 를 반도체 전극으로 하는 광전촉매 분해 유기오염물 연구의 핫스팟이 됐다. 또한, 이 기술의 실용화는 반응기의 구조와 유형의 결정과 관련되어야하며, 효율적이고 재사용 가능하며 비용이 낮은 산업화 된 광촉매 반응기를 개발하는 것도 나노-티오 2 산업화 응용의 열쇠가 될 것입니다.