Sulfateradikaaleja

Sulfateradikaaleja (sulfate-radikaaleja) ovat erittäin reaktiivisia oksidantteja, jotka syntyvät sulfaatin tai sen johdannaisten aktivoinnissa. Pääasiallinen näistä radikaaleista on sulfate radical anion SO4•−, ja siihen liittyy myös muita reaktiotuotteita, kuten SO5•−. Nämä radikaalit ovat keskeisiä kyseisten yhdisteiden oksidointiprosesseissa.

Sulfateradikaalien muodostus tapahtuu erityisesti persulfaatin (S2O8^2−) aktivaation kautta sekä peroksymonosulfaatin (PMS, HSO5−) aktivaation yhteydessä. Aktivointi voidaan toteuttaa esimerkiksi kuumuuden, UV-säteilyn tai siirtymämetallien kuten Fe2+, Co2+ tai Cu2+ katalyysin avulla. Tällöin muodostuu SO4•−, joka voi reagoida useilla mekanismeilla, kuten elektroninsiirron ja vetyatomien abstrahtion kautta.

Käytännössä sulfateradikaaleja hyödynnetään veden- ja ympäristönkäsittelyssä osana niin sanottuja SR-AOP- eli sulfate-radikaaliin perustuvia advanced oxidation processes. Ne hapettavat ja hajottavat laajan valikoiman orgaanisia epäpuhtauksia, mukaan lukien lääkeaineet, torjunta-aineet ja mikrobiologiset uhkat. SO4•−:n oksidointipotentiaali on korkea, ja ne voivat toimia tehokkaasti useissa pH-olosuhteissa, usein hieman neutraloituneessa ympäristössä.

Sovelluksilla on sekä etuja että haasteita: radikaalit voivat olla herkkiä erilaisten lisäaineiden ja humus-ainesten vaikutukselle, mikä voi heikentää tehokkuutta. Lisäksi aktivaatiokustannukset ja mahdolliset sivutuotteet on huomioitava suunnittelussa ja operoinnissa. Tutkimus jatkuu optimaalisen aktivaation, reaktiomodu­loinnin ja turvallisten käytäntöjen kehittämiseksi.