微气泡强化亚熔盐液相氧化法基础及应用研究

发布时间：2020-12-06 06:32

　　中国科学院过程工程研究所发现了亚熔盐介质中高反应活性氧负离子（HOC-、O2-、O22-等）对矿物中低价态金属原子具有显著的催化氧化作用,可大幅强化介质氧化分解矿物能力,亚熔盐介质氧化活性调控的核心即是实现介质中各种活性氧的量化调控。为进一步优化钒渣亚熔盐法的钒铬共提工艺,基于微气泡可爆裂强化碱介质中活性氧的生成、提高介质中氧气溶解度这一典型的物理化学特征,本文提出了微气泡强化亚熔盐介质液相氧化法分解钒渣新技术,在对介质中活性氧进行量化测定的基础上,对新技术在全球典型高品位钒渣、含铬钒渣高效提钒及钒铬共提应用上的可行性、机理、工艺参数确定、动力学等进行了系统研究,为钒渣亚熔盐法高效提钒、钒铬共提清洁生产工艺提供了坚实的理论支撑和应用指导。论文取得如下创新性成果:1.建立了采用三价铬氧化法来定量检测高温高碱亚熔盐介质中活性氧含量的新方法,系统测定了不同温度、碱浓度区间亚熔盐介质中活性氧含量。测定结果表明,活性氧的生成量受介质的热力学和动力学调控,热力学上取决于OH-的浓度和氧气溶解度,动力学上取决于介质的传质和流动性能。随着反应温度的上升,亚熔盐介质的粘度降低,介质的传质和流动性能得到改... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)北京市

【文章页数】：142 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．３全碱浓度范围内亚熔盐介质区域分类??

活性氧是〇２带电子后的产物，包括氧的一电子产物氧负离子０２－？、二电子??产物过氧化氢（Ｈ２〇２）、三电子产物羟基自由基（?０Ｈ－）、一氧化氮等（Ｄｒｙｄｅｎ，??２０１８）。活性氧比基态氧分子的能量要高，是激发态的氧，图１．４给出了基态氧变??成活性氧的示意图，氧气首先得到一个电子变成氧负离子，然后继续得一个电子??变为过氧化氢，得到第三个电子后变为羟基自由基，最终得到第四个电子后变为??稳定的水分子（ＭｅｔｏｄｉｅｗａａｎｄＫｃ＾ｋａ，?１９９９）。活性氧分子由于是高能量状态的离??子，在溶液中极不稳定，尤其是羟基自由基，寿命周期只有１０Ａ（Ｄｃｍ〇ｇｈｕｅｅｔａｌ．，??２０１３）。１９６９年，ＭｃＣｏｒｄ与Ｆｒｉｄｏｖｉｃｈ发现了在生化反应中氧气发生一电子还原??反应生成氧负离子，进而经过红血球的分离精制后获得了氧负离子的清除酶，即??超氧化物歧化酶（ＭｃＣｏｒｄ，?１９６９）。目前氧负离子在生物学上的生成过程、反应活??性和其他毒性机理等方面得到了广泛研宄。同时关于ＲＯＳ其它离子如过氧化氢、??轻基自由基的研宄也得到了人们的重视（Ｈａｌｌｉｗｅｌｌ

生成各种活性氧组分，例如超氧阴离子自由基＿〇２－可通过一系列的反应而生成过??氧氢根自由基、羟基自由基等各种活性氧物种，各种活性氧物种可以相互转化??（张梦如等．，２０１４）。其转化途径如图１．６，活性氧的研宄在生物体内主要会引发??心脏病、癌症和衰老等疾病，其研宄主要集中在生物和医药等领域。??Ｈａｂｅｒ?ＶＶｅｉｓｓ??／ＳＯＤ?Ｎ，?Ｆｅｎｔｏｎ??Ｈ＇??叫?＊■???〇２?ＭＯ?Ｈ，〇，??ｗ??Ｄｉｓｍｕｔａｔｉｏｎ??图１．６不同活性氧之间在线粒体中的自由转化??Ｆｉｇｕｒｅ?１．６?Ｔｈｅ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｒｅａｃｔｉｖｅ?ｏｘｙｇｅｎ?ｓｐｅｃｉｅｓ?ｉｎ?ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａ??而在工业应用中，活性氧的研宄主要集中在活性氧的生成方法，高级氧化技??术由此而来（吴彦霖，２０１４）。高级氧化技术的原理是利用化学作用激发生成具有??强氧化性的活性氧如羟基自由基等，从而将其应用于有机物降解（Ａｎｄｒｅｏｚｚｉｅｔａｌ．，??１９９９；?Ｅｓｐｌｕｇａｓ?ｅｔ?ａｌ”?２００２；?Ｐｅｒａ－Ｔｉｔｕｓ?ｅｔ?ａｌ．，２００４；?Ｐｉｇｎａｔｅｌｌｏ?ｅｔ?ａｌ．，２００６）。目前，高??１４??


本文编号：2900901