高级氧化技术处理废水中有机毒物的热力学研究

高级氧化技术（AOPs）被认为是最有应用前景的深度处理水中有机毒物的方法之一。然而从化工热力学的角度审视AOPs降解有机毒物的过程，必然是存在着反应物浓度和各产物浓度之间的化学平衡。本项目从完善基础物性数据入手，建立基于美国EPA优先控制的114种有机物的基础物性数据库，通过计算反应Gibbs自由能判断AOPs降解有机毒物过程中各中间产物存在的可能性。建立代表性有机毒物降解多级反应耦合的复杂相平衡模型，探索化学反应平衡时AOPs降解有机毒物各组分的浓度分布，判断AOPs降解有机毒物的矿化程度。同时AOPs降解有机毒物的高能耗背后存在着关键的科学难题，然而至今没有研究者针对减排中的能量有效利用问题建立相关的通用模型和参数。本项目拟建立伴有物质转换过程的能量利用效率模型，以探索有机毒物处理的理论极限能耗，为我国过程工业有机毒物治理的深入研究提供科学依据。

高级氧化技术（AOPs）被认为是最有应用前景的深度处理水中有机毒物的方法之一。本项目从完善基础物性数据入手，计算了有毒有机污染物在水溶液相标准摩尔热力学性质，并建立了基于美国EPA优先控制的114种有机物的基础物性数据库。从而基于物性数据的获得，通过计算反应的Gibbs自由能判断AOPs降解有机毒物过程中各中间产物存在的可能性，同时探索化学反应平衡时AOPs降解有机毒物各组分的浓度分布和降解有机毒物的矿化程度，并研究了有毒有机污染物脱除的理论极限能耗热力学，为污染物减排过程的节能机制提供了重要基础数据。另外，研究了AOPs矿化水中痕污染物矿化的非平衡热力学，合理、有效地提供了降解速率与热力学推动力之间的定量关系。我们进一步将这种线性非平衡态热力学理论应用于化学工程的界面传递研究，理论分析影响界面传递过程速率强化的因素及成因，实现了液固非均相光催化过程的强化与放大。最后，将界面强化的思想用于催化剂的制备，并通过各种工业应用考察催化剂的性能。然而，AOPs降解有机毒物的高能耗背后存在着关键的科学难题，至今没有研究者针对减排中的能量有效利用问题建立相关的通用模型和参数。本项目建立伴有物质转换过程的能量利用效率模型，以探索有机毒物处理的理论极限能耗，为我国过程工业有机毒物治理的深入研究提供科学依据。