本書針對高級氧化過程中的基本原理和應用問題，對不同活性物種的生成特征與規律、不同活性物種的活化強化理論與方法、不同高級氧化技術的性能特征與機制，以及不同高級氧化技術在環境污染控制與修復中的應用進行了系統論述，并針對該領域目前尚需進一步解決的科學與技術問題提出了相應的解決路徑。本書主要內容為典型活性物種（如羥基自由基、硫酸根自由基、單線態氧等）的化學原理、基于不同氧化劑前驅體（包括過氧化氫、臭氧、過硫酸鹽、亞硫酸鹽和過氧乙酸）的高級氧化技術及其在環境污染控制與修復中的應用。
國家"萬人計劃"領軍人才，長江學者，作為主要完成人, 曾獲國家級科技進步獎二等獎1項,部省級科技成果獎一等獎1項, 二等獎2項, 三等獎3項, 其中以第一完成人獲得部省級科技進步二等獎1項; 曾于2001年和2002年兩次榮獲 Ohio Water Environment Association Research Paper Competition Award
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 高級氧化技術的發展過程 1
1.2 高級氧化技術的特征 2
1.3 高級氧化技術的主要類型 2
1.3.1 基于羥基自由基的高級氧化技術 3
1.3.2 基于硫酸根自由基的高級氧化技術 6
1.3.3 基于單線態氧的高級氧化技術 7
1.3.4 基于過氧乙酸的高級氧化技術 8
參考文獻 9
第2章 羥基自由基的性質、產生和檢測 12
2.1 引言 12
2.2 羥基自由基的主要反應特征 13
2.2.1 親電加成 14
2.2.2 脫氫反應 14
2.2.3 單電子轉移 15
2.3 羥基自由基的產生 17
2.3.1 芬頓氧化 17
2.3.2 臭氧耦合或催化臭氧化 20
2.3.3 過硫酸鹽活化 30
2.3.4 光解 31
2.3.5 光催化 38
2.3.6 聲解 39
2.3.7 陽極氧化 41
2.4 羥基自由基的檢測方法 43
2.4.1 電子順磁共振法 43
2.4.2 猝滅法 44
2.4.3 探針法 47
2.5 未來研究需求 52
參考文獻 53
第3章 硫酸根自由基的性質、產生和檢測 64
3.1 引言 64
3.2 硫酸根自由基的化學特性 65
3.3 硫酸根自由基的反應機制 66
3.3.1 脫氫反應 67
3.3.2 自由基加成 67
3.3.3 單電子轉移 68
3.4 硫酸根自由基的產生過程 69
3.4.1 過硫酸鹽活化 69
3.4.2 亞硫酸鹽活化 76
3.5 硫酸根自由基的檢測方法 80
3.5.1 探針與競爭動力學耦合法 80
3.5.2 電子自旋共振光譜法 81
3.5.3 瞬態吸收光譜法 82
3.6 未來研究需求 82
參考文獻 83
第4章 單線態氧的性質、產生和檢測 95
4.1 引言 95
4.2 單線態氧的特性 97
4.2.1 單線態氧的物理化學性質 97
4.2.2 單線態氧的反應活性 99
4.3 單線態氧的產生方法 103
4.3.1 光催化法 103
4.3.2 前驅體活化法 109
4.3.3 催化位點驅動法 113
4.4 單線態氧的檢測方法 119
4.4.1 磷光光度法 120
4.4.2 電子順磁共振法 120
4.4.3 熒光光度法 121
4.4.4 化學發光法 124
4.4.5 猝滅法 125
4.4.6 探針法 126
4.5 未來研究需求 126
參考文獻 127
第5章 基于過氧化氫的高級氧化技術 138
5.1 引言 138
5.2 過氧化氫的性質 139
5.3 過氧化氫的產生方法 141
5.3.1 蒽醌法 141
5.3.2 氫氧混合氣直接合成法 142
5.3.3 電催化法 143
5.3.4 光催化法 146
5.3.5 異丙醇法 147
5.3.6 電解法 148
5.4 芬頓高級氧化技術的反應機制 148
5.5 均相芬頓高級氧化技術的強化方法 152
5.5.1 螯合劑強化法 152
5.5.2 光強化法 154
5.5.3 電強化法 155
5.5.4 超聲強化法 156
5.6 非均相芬頓高級氧化技術及其強化策略 157
5.6.1 物理場輔助非均相芬頓反應 159
5.6.2 富電子材料強化非均相芬頓催化劑 160
5.6.3 光生電子引入 162
5.6.4 金屬摻雜 163
5.6.5 催化劑晶面和形貌調控 164
5.6.6 催化劑雙反應中心的構建 165
5.6.7 單原子型非均相催化劑的開發 167
參考文獻 168
第6章 基于臭氧的高級氧化技術 174
6.1 引言 174
6.2 臭氧的理化特性 175
6.3 臭氧在水中的分解機理 177
6.4 臭氧氧化法 179
6.4.1 臭氧直接氧化 180
6.4.2 臭氧間接氧化 183
6.5 臭氧高級氧化技術 184
6.5.1 紫外/臭氧技術 184
6.5.2 過氧化氫/臭氧技術 185
6.5.3 電催化臭氧技術 186
6.5.4 均相金屬催化臭氧化技術 188
6.5.5 非均相金屬催化臭氧化技術 191
6.5.6 碳催化臭氧化 202
6.6 主要的影響因素 209
6.6.1 溶液pH 209
6.6.2 無機陰離子 210
6.6.3 溶解性有機物 212
參考文獻 212
第7章 基于過硫酸鹽的高級氧化技術 221
7.1 引言 221
7.2 過硫酸鹽的性質 221
7.3 過硫酸鹽直接氧化法 223
7.4 過硫酸鹽的活化方法 227
7.4.1 熱活化 228
7.4.2 紫外活化 229
7.4.3 超聲活化 230
7.4.4 微波活化 231
7.4.5 堿活化 231
7.4.6 過渡金屬活化 233
7.4.7 碳活化 241
7.5 過硫酸鹽活化中的自由基活性物種 252
7.5.1 硫酸根自由基 252
7.5.2 羥基自由基 257
7.5.3 超氧自由基 258
7.6 過硫酸鹽活化中的非自由基路徑 260
7.6.1 單線態氧 261
7.6.2 電子轉移 265
7.6.3 高價態金屬物種 268
7.6.4 表面結合自由基 269
參考文獻 270
第8章 基于亞硫酸鹽的高級氧化技術 281
8.1 引言 281
8.2 亞硫酸鹽的性質 283
8.3 均相過渡金屬活化亞硫酸鹽 286
8.3.1 鐵基活化劑 286
8.3.2 鈷基活化劑 289
8.3.3 銅基活化劑 289
8.3.4 錳基活化劑 290
8.3.5 鉻基活化劑 291
8.4 非均相金屬活化亞硫酸鹽 293
8.4.1 零價金屬 293
8.4.2 金屬氧化物 294
8.4.3 金屬硫化物 295
8.5 非金屬碳材料活化亞硫酸鹽 296
8.6 光協同催化活化亞硫酸鹽 296
8.7 主要的影響因素 299
8.7.1 pH 299
8.7.2 亞硫酸鹽濃度 299
8.7.3 溶解氧濃度 299
8.7.4 水環境基質 300
參考文獻 301
第9章 基于過氧乙酸的高級氧化技術 307
9.1 引言 307
9.2 過氧乙酸的理化性質 308
9.2.1 過氧乙酸的特性 308
9.2.2 過氧乙酸的穩定性 310
9.2.3 過氧乙酸的殺菌消毒 311
9.2.4 過氧乙酸的氧化性 314
9.3 過氧乙酸的檢測方法 315
9.3.1 氧化還原滴定法 316
9.3.2 核磁共振法 317
9.3.3 色譜法 317
9.3.4 比色法 319
9.3.5 電化學電位法 320
9.4 過氧乙酸的產生方法 321
9.5 過氧乙酸的活化方法 322
9.5.1 電活化 323
9.5.2 光活化 323
9.5.3 熱活化 326
9.5.4 過渡金屬活化 326
9.5.5 非金屬碳活化 331
9.6 主要的影響因素 333
9.6.1 pH 333
9.6.2 水環境基質 334
9.6.3 過氧乙酸濃度 336
參考文獻 337
第10章 高級氧化技術在環境污染控制與修復中的應用 343
10.1 引言 343
10.2 水與廢水處理 343
10.2.1 基于羥基自由基的高級氧化技術 343
10.2.2 基于硫酸根自由基的高級氧化技術 357
10.2.3 基于單線態氧的高級氧化技術 363
10.3 地下水與土壤的污染修復 365
10.4 污泥脫水與調理 367
10.5 膜污染防控 371
10.6 殺菌消毒 373
10.7 廢氣處理 375
參考文獻 379
新書資訊