可持续产生羟基自由基的方法、装置及应用

本发明涉及有机化合物光化学反应领域，特别涉及一种可持续产生羟基自由基的方法、装置及应用。

背景技术：

1、羟基自由基是一种极其活泼的氧化剂，在化学、生物医学和环境科学中都十分重要。在大气化学中，羟基自由基因为它能够有效氧化和破坏有机污染物，被称为大气的“清洁剂”。在水、大气污染控制中，基于羟基自由基的高级氧化工艺，已被广泛应用于废水、废气中有机污染物的处理降解工艺中。此外，在生物医学中，羟基自由基被认为是所谓的活性氧中最具反应活性和危害性的自由基，它会导致dna、蛋白、脂质氧化损伤；羟基自由基对病原体具有极强的氧化作用，300μmol/l的羟基自由基灭菌率达到99％，因而羟基自由基还作为消毒剂用于公共卫生的杀菌消毒过程中。

2、目前，羟基自由基产生的最广泛接受的机制是通过过渡金属催化的芬顿反应而生成羟基自由基；以及通过过氧化氢(h2o2)与卤代醌在无金属离子参与的类芬顿反应中而生成羟基自由基。这些生成羟基自由基的反应中所添加的h2o2、卤代醌、过渡金属都有一定的毒性，会对人体和环境产生危害。因此迫切需要一种更加高效、简单而又安全的方法来产生羟基自由基。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种可持续产生羟基自由基的方法、装置及应用，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少一种。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

3、作为本发明的第一个方面，提供一种可持续产生羟基自由基的方法，包括：

4、将表没食子儿茶素-3-没食子酸酯(egcg)加至水溶液中混合均匀，得到egcg水溶液；

5、将egcg水溶液置于光源下，进行光照，通过光化学反应而持续产生羟基自由基。

6、作为本发明的第二个方面，提供一种用于实现上述可持续产生羟基自由基的方法的装置，所述装置包括：

7、装液装置，为避光材料制成，适用于盛放egcg水溶液；

8、光照装置，包括光源，适用于对egcg水溶液进行光照，以便使egcg水溶液持续产生羟基自由基。

9、作为本发明的第三个方面，提供一种上述可持续产生羟基自由基的方法在杀菌消毒或有机污染物降解过程中的应用。

10、基于上述技术方案，本发明提供的一种可持续产生羟基自由基的方法、装置及应用至少包括以下技术效果之一或其中一部分：

11、本发明提供的一种可持续产生羟基自由基的方法，其中将egcg溶于水溶液中，进行光照，通过光化学反应而持续产生大量的羟基自由基，该方法简单可行、容易控制、经济实用且绿色安全，可广泛应用于杀菌消毒以及有机污染物降解等领域。

技术特征：

1.一种可持续产生羟基自由基的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水溶液包括，自来水，蒸馏水，超纯水中的任意一种；所述表没食子儿茶素-3-没食子酸酯水溶液中所述表没食子儿茶素-3-没食子酸酯的质量浓度为2～100g/l。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光源包括太阳光光源或紫外光源。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述太阳光光源的光照波长为300～1000nm；所述紫外光源的光照波长为10～400nm。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光照时间为0～200分钟；所述光照强度为50～300mw/cm2。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述表没食子儿茶素-3-没食子酸酯水溶液置于光源下，进行光照包括：

7.一种可持续产生羟基自由基的装置，其特征在于，用于实现如权利要求1～6中任一项所述的方法，所述装置包括：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述光源包括氙灯，汞灯，紫外灯中的任意一种。

10.一种如权利要求1～6中任一项所述的方法在杀菌消毒或有机污染物降解过程中的应用。

技术总结
本发明提供了一种可持续产生羟基自由基的方法、装置及应用，该方法包括：将表没食子儿茶素‑3‑没食子酸酯加至水溶液中混合均匀，得到表没食子儿茶素‑3‑没食子酸酯水溶液；将表没食子儿茶素‑3‑没食子酸酯水溶液置于光源下，进行光照，通过光化学反应而持续产生羟基自由基。本发明的方法简单可行、容易控制、经济实用且绿色安全，可广泛应用杀菌消毒以及有机污染物降解等领域。

技术研发人员：刘国瑞,覃琳钧,杨莉莉,郑明辉,杨毓珏
受保护的技术使用者：中国科学院生态环境研究中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13