فرایند اکسایش و کاهش پیشرفته
فرایند اکسایش و کاهش پیشرفته
فرایند اکسایش و کاهش پیشرفته
فرمت: Pdf تعداد صفحات: 35
فهرست:
- مبانی واکنش های اکسایش-کاهش (Redox)
- فرآیندهای اکسیداسیون-احیا
- فرآیندهای اکسیداسیون شیمیایی متداول
- فرآیندهای کاهش پیشرفته
- فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته
- ازن و کاربرد آن در تصفیه آب
اکسایش – کاهش (Redox): اکسایش، به معنی از دست دادن الکترون در طی یک واکنش توسط یک مولکول، اتم یا یون است. (کاهش، فرایند مخالف اکسایش است و هنگامی رخ می دهد که یک مولکول، اتم یا یون الکترون به دست می آورد.
Reduction
Oxidant + e– → Product
(Oxidation Number Decreases) (Gain of Electrons)
Oxidation
–Reductant → Product + e
(Oxidation Number Increases) (Loss of Electrons)
واکنش اکسیداسیون – کاهش را می توان به چهار روش مختلف توضیح داد:
- از لحاظ انتقال الکترون Cu2+ + Mg → Mg2++ Cu
- از لحاظ انتقال اکسیژن CuO + Mg → Cu + MgO
- از لحاظ انتقال هیدروژن 2NH3 + 3Br2 → N2 + 6HBr
- از لحاظ عدد اکسیداسیون Cu2+ + Mg → Mg2+ + Cu
فرآیند های اکسیداسیون – احیا:
- فرآیند اکسیداسیون شیمیایی متداول (کلاسیک)
- فرآیند اکسیداسیون – کاهش پیشرفته
اکسیداسیون شیمیایی متداول
تصفیه با اکسیداسیون کلاسیک شامل افزودن عامل اکسید کننده به آب یا محلول حاوی مواد آلاینده می باشد. بعد از انجام چنین اکسیداسیون شیمیایی ساده، آلاینده ها تجزیه و حذف می گردند.
معمولا اکسیداسیون شیمیایی در تصفیه آب و فاضلاب شامل افزودن عوامل اکسید کننده ای از قبیل ازن (O3)، هیدروژن پراکسید (H2O2)، پرمنگنات (MnO4) ، دی اکسید کلر (CIO2)، کلر (Cl2) یا (HOCI) و اکسیژن (O2) به محیط جهت ایجاد تغییر در ترکیبات شیمیایی یک یا چند آلاینده می باشد.
کاربردهای اکسیداسیون شیمیایی
در گذشته، اکسیداسیون شیمیایی برای موارد زیر مورد استفاده قرار می گرفت:
- کاهش غلظت مواد آلی باقیمانده و کنترل بو
- حذف آمونیاک و املاح مربوطه
- کاهش مقدار باکتریها و ویروس های فاضلاب ها (گندزدایی فاضلاب ها)
- حذف ترکیبات بودار از قبیل سولفیدها و مرکاپتانها
از اکسیداسیون شیمیایی، امروزه از این روش به منظور اهداف زیر نیز استفاده می گردد:
- بهبود قابلیت تجزیه بیولوژیکی ترکیبات آلی مقاوم یا غیر قابل تجزیه بیولوژیکی
- حذف اثرات بازدارندگی برخی مواد آلی و معدنی در رشد میکروبی
- کاهش یا حذف اثر سمیت برخی مواد آلی و معدنی بر روی رشد میکروبی و گیاهان آبزی
فرآیندهای اکسیداسیون -کاهش پیشرفته (Advanced Oxidation and Reduction Processes):
Advanced oxidation processes (AOPs) and advanced reduction processes (ARPs), or combined advanced oxidation/reduction processes (AO/RP) are highly efficient technologies in the elimination of emerging micro-pollutants from water. Almost all types of water pollutants, including pesticides, PPCPs (Pharmaceuticals and Personal Care Products), dyes, plasticizers, and toxic metals are successfully removed from water systems using various AO/RPs. All the AO/RPs rely on the generation of free radicals/species (i.e, OH, SO4–, eaq-, So3–, H), which react with the target contaminants, resulting in their decomposition.
Generally, the AOPs are characterized by the generation of the highly oxidizing hydroxyl radical (OH) and/or sulfate radical (SO4). while the ARPs produce the strongly reducing hydrated electron (eaq–).
The AO/RPs are particularly represented by electron beam and gamma irradiation, where both the oxidation and reduction reactions could proceed simultaneously.
Photolysis, photochemical, photocatalysis, cavitation, electrochemical processes , etc are some of the common AOPs employed for water decontamination.
The UV/sulfite process is recognized as the major ARP working in water decontamination.
فرایند اکسیداسیون پیشرفته طی سالهای اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است اما با این حال، همه ترکیبات نمی توانند به طور موثر اکسید شوند، زیرا بعضی ترکیبات به صورت اکسید شده اند مثل هالوژن حاوی ترکیبات آلی، یا برومات.
برای تغییر خصوصیات آنها بهتر است به جای فرآیند اکسیداسیون، از یک فرایند احیا استفاده شود. در سال های اخیر تحقیقات در این زمینه انجام شده است. که در این حالت ARPs را می توان با تولید رادیکال های کاهنده بسیار واکنش پذیر توصیف کرد.
ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.
ورود یا ثبـــت نــــام + فعال کردن اکانت VIP
مزایای اشتراک ویژه : دسترسی به آرشیو هزاران مقالات تخصصی، درخواست مقالات فارسی و انگلیسی، مشاوره رایگان، تخفیف ویژه محصولات سایت و ...
حتما بخوانید:
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.