本书针对高级氧化过程中的基本原理和应用问题，对不同活性物种的生成特征与规律、不同活性物种的活化强化理论与方法、不同高级氧化技术的性能特征与机制，以及不同高级氧化技术在环境污染控制与修复中的应用进行了系统论述，并针对该领域目前尚需进一步解决的科学与技术问题提出了相应的解决路径。本书主要内容为典型活性物种（如羟基自由基、硫酸根自由基、单线态氧等）的化学原理、基于不同氧化剂前驱体（包括过氧化氢、臭氧、过硫酸盐、亚硫酸盐和过氧乙酸）的高级氧化技术及其在环境污染控制与修复中的应用。

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国家"万人计划"领军人才，长江学者，作为主要完成人, 曾获国家级科技进步奖二等奖1项,部省级科技成果奖一等奖1项, 二等奖2项, 三等奖3项, 其中以第一完成人获得部省级科技进步二等奖1项; 曾于2001年和2002年两次荣获 Ohio Water Environment Association Research Paper Competition Award

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 高级氧化技术的发展过程 1
1.2 高级氧化技术的特征 2
1.3 高级氧化技术的主要类型 2
1.3.1 基于羟基自由基的高级氧化技术 3
1.3.2 基于硫酸根自由基的高级氧化技术 6
1.3.3 基于单线态氧的高级氧化技术 7
1.3.4 基于过氧乙酸的高级氧化技术 8
参考文献 9
第2章 羟基自由基的性质、产生和检测 12
2.1 引言 12
2.2 羟基自由基的主要反应特征 13
2.2.1 亲电加成 14
2.2.2 脱氢反应 14
2.2.3 单电子转移 15
2.3 羟基自由基的产生 17
2.3.1 芬顿氧化 17
2.3.2 臭氧耦合或催化臭氧化 20
2.3.3 过硫酸盐活化 30
2.3.4 光解 31
2.3.5 光催化 38
2.3.6 声解 39
2.3.7 阳极氧化 41
2.4 羟基自由基的检测方法 43
2.4.1 电子顺磁共振法 43
2.4.2 猝灭法 44
2.4.3 探针法 47
2.5 未来研究需求 52
参考文献 53
第3章 硫酸根自由基的性质、产生和检测 64
3.1 引言 64
3.2 硫酸根自由基的化学特性 65
3.3 硫酸根自由基的反应机制 66
3.3.1 脱氢反应 67
3.3.2 自由基加成 67
3.3.3 单电子转移 68
3.4 硫酸根自由基的产生过程 69
3.4.1 过硫酸盐活化 69
3.4.2 亚硫酸盐活化 76
3.5 硫酸根自由基的检测方法 80
3.5.1 探针与竞争动力学耦合法 80
3.5.2 电子自旋共振光谱法 81
3.5.3 瞬态吸收光谱法 82
3.6 未来研究需求 82
参考文献 83
第4章 单线态氧的性质、产生和检测 95
4.1 引言 95
4.2 单线态氧的特性 97
4.2.1 单线态氧的物理化学性质 97
4.2.2 单线态氧的反应活性 99
4.3 单线态氧的产生方法 103
4.3.1 光催化法 103
4.3.2 前驱体活化法 109
4.3.3 催化位点驱动法 113
4.4 单线态氧的检测方法 119
4.4.1 磷光光度法 120
4.4.2 电子顺磁共振法 120
4.4.3 荧光光度法 121
4.4.4 化学发光法 124
4.4.5 猝灭法 125
4.4.6 探针法 126
4.5 未来研究需求 126
参考文献 127
第5章 基于过氧化氢的高级氧化技术 138
5.1 引言 138
5.2 过氧化氢的性质 139
5.3 过氧化氢的产生方法 141
5.3.1 蒽醌法 141
5.3.2 氢氧混合气直接合成法 142
5.3.3 电催化法 143
5.3.4 光催化法 146
5.3.5 异丙醇法 147
5.3.6 电解法 148
5.4 芬顿高级氧化技术的反应机制 148
5.5 均相芬顿高级氧化技术的强化方法 152
5.5.1 螯合剂强化法 152
5.5.2 光强化法 154
5.5.3 电强化法 155
5.5.4 超声强化法 156
5.6 非均相芬顿高级氧化技术及其强化策略 157
5.6.1 物理场辅助非均相芬顿反应 159
5.6.2 富电子材料强化非均相芬顿催化剂 160
5.6.3 光生电子引入 162
5.6.4 金属掺杂 163
5.6.5 催化剂晶面和形貌调控 164
5.6.6 催化剂双反应中心的构建 165
5.6.7 单原子型非均相催化剂的开发 167
参考文献 168
第6章 基于臭氧的高级氧化技术 174
6.1 引言 174
6.2 臭氧的理化特性 175
6.3 臭氧在水中的分解机理 177
6.4 臭氧氧化法 179
6.4.1 臭氧直接氧化 180
6.4.2 臭氧间接氧化 183
6.5 臭氧高级氧化技术 184
6.5.1 紫外/臭氧技术 184
6.5.2 过氧化氢/臭氧技术 185
6.5.3 电催化臭氧技术 186
6.5.4 均相金属催化臭氧化技术 188
6.5.5 非均相金属催化臭氧化技术 191
6.5.6 碳催化臭氧化 202
6.6 主要的影响因素 209
6.6.1 溶液pH 209
6.6.2 无机阴离子 210
6.6.3 溶解性有机物 212
参考文献 212
第7章 基于过硫酸盐的高级氧化技术 221
7.1 引言 221
7.2 过硫酸盐的性质 221
7.3 过硫酸盐直接氧化法 223
7.4 过硫酸盐的活化方法 227
7.4.1 热活化 228
7.4.2 紫外活化 229
7.4.3 超声活化 230
7.4.4 微波活化 231
7.4.5 碱活化 231
7.4.6 过渡金属活化 233
7.4.7 碳活化 241
7.5 过硫酸盐活化中的自由基活性物种 252
7.5.1 硫酸根自由基 252
7.5.2 羟基自由基 257
7.5.3 超氧自由基 258
7.6 过硫酸盐活化中的非自由基路径 260
7.6.1 单线态氧 261
7.6.2 电子转移 265
7.6.3 高价态金属物种 268
7.6.4 表面结合自由基 269
参考文献 270
第8章 基于亚硫酸盐的高级氧化技术 281
8.1 引言 281
8.2 亚硫酸盐的性质 283
8.3 均相过渡金属活化亚硫酸盐 286
8.3.1 铁基活化剂 286
8.3.2 钴基活化剂 289
8.3.3 铜基活化剂 289
8.3.4 锰基活化剂 290
8.3.5 铬基活化剂 291
8.4 非均相金属活化亚硫酸盐 293
8.4.1 零价金属 293
8.4.2 金属氧化物 294
8.4.3 金属硫化物 295
8.5 非金属碳材料活化亚硫酸盐 296
8.6 光协同催化活化亚硫酸盐 296
8.7 主要的影响因素 299
8.7.1 pH 299
8.7.2 亚硫酸盐浓度 299
8.7.3 溶解氧浓度 299
8.7.4 水环境基质 300
参考文献 301
第9章 基于过氧乙酸的高级氧化技术 307
9.1 引言 307
9.2 过氧乙酸的理化性质 308
9.2.1 过氧乙酸的特性 308
9.2.2 过氧乙酸的稳定性 310
9.2.3 过氧乙酸的杀菌消毒 311
9.2.4 过氧乙酸的氧化性 314
9.3 过氧乙酸的检测方法 315
9.3.1 氧化还原滴定法 316
9.3.2 核磁共振法 317
9.3.3 色谱法 317
9.3.4 比色法 319
9.3.5 电化学电位法 320
9.4 过氧乙酸的产生方法 321
9.5 过氧乙酸的活化方法 322
9.5.1 电活化 323
9.5.2 光活化 323
9.5.3 热活化 326
9.5.4 过渡金属活化 326
9.5.5 非金属碳活化 331
9.6 主要的影响因素 333
9.6.1 pH 333
9.6.2 水环境基质 334
9.6.3 过氧乙酸浓度 336
参考文献 337
第10章 高级氧化技术在环境污染控制与修复中的应用 343
10.1 引言 343
10.2 水与废水处理 343
10.2.1 基于羟基自由基的高级氧化技术 343
10.2.2 基于硫酸根自由基的高级氧化技术 357
10.2.3 基于单线态氧的高级氧化技术 363
10.3 地下水与土壤的污染修复 365
10.4 污泥脱水与调理 367
10.5 膜污染防控 371
10.6 杀菌消毒 373
10.7 废气处理 375
参考文献 379