水解作用有机化合物的水解平衡及其动力学原理

1、光学玻璃表面烧蚀问题及成因

目前光学玻璃加工过程中最不好解决的问题是光学玻璃表面的烧蚀。那么学玻璃烧蚀是怎样发生的呢？光学玻璃的主要成分为硅酸盐，其遇水或水蒸汽会发生水解作用，形成烧蚀。

水解作用几乎贯穿了光学玻璃的整个加工过程，无论是研磨、求芯等工序中或工序间，均会程度不一地发生。水解作用的表现形式，或者说加剧水解程度的外在条件有很多，比如碱性腐蚀、盐类腐蚀、温度腐蚀（包括清洗剂温度、烘干温度、室内温度）等。

现以研磨工序为例，说明碱性环境以及加工方法本身是如何加速水解作用的。通常，以CeO2（二氧化铈）为主要成分的研磨粉是不会对镜片构成腐蚀的，但在进行研磨加工时，研磨液是由水加研磨粉配制而成，因此新配制的研磨液的初始pH值是由水和研磨粉的酸碱性共同决定的，一般呈碱性（pH>7）。如前所述，玻璃遇水会产生水解反应，如方程式（1），而生成的H2SiO3（硅酸）呈凝胶状态，附在玻璃表层起保护作用，阻止反应继续进行，同时一部分H2SiO3（硅酸）分解，生成的SiO2（二氧化硅）附在玻璃表面也可以减缓水解反应，起到保护作用，化学反应方程式如下：

H2SiO3（硅酸）→2H2O+ SiO2（二氧化硅） （5）

随着玻璃表面的研磨抛光，表层的SiO2（二氧化硅）和大部分的H2SiO3凝胶被去除，打破了方程式（1）、（5）的平衡，使方程式（1）、（5）的反应更深入地向右进行，生成更多的碱性物质，导致研磨液的pH值持续上升，其中的碱性液体与H2SiO3凝胶反应，如方程式（4），如此循环加速水解反应，导致玻璃表面烧蚀。

2、表现及清洗对策

表面烧蚀的玻璃在经过清洗、漂洗、脱水和干燥处理以后，通常会有白色雾状残留，使用丙酮等擦拭溶剂可以去除，在强光照射下可见块状印痕，印痕因玻璃材质不同呈不同颜色，一般为蓝色或灰色。这是由于玻璃表面烧蚀后，相应位置的折射率发生变化所致。

由于光学玻璃的表面精度要求极高，有烧蚀状况的玻璃会出现镀膜不良，影响使用，故必须在镀膜前予以妥当处理。通常可采用过碱性清洗的方式解决烧蚀问题。

过碱性清洗，顾名思义，是采用经特殊方法配置而成的强碱性清洗剂，将玻璃镜片在一定温度下，浸泡一定的时间（视镜片材质而定），使玻璃表面产生均匀腐蚀，生成一层极薄的硅酸盐及硅酸等，同时通过控制时间和温度，使此种腐蚀的深度极小（一般为十几至几十纳米），不会影响镜片表面精度。通过外力（超声波）清洗，使玻璃表面因腐蚀而松动的表层脱落，达到去除因烧蚀产生的块状印痕的目的。

综 述：

目前多数光学玻璃生产厂家都会进行研磨后和镀膜前两次清洗，其中研磨后主要清洗沥青（漆片）和研磨粉，镀膜前主要清洗求芯油（磨边油）、指印和灰尘。所采用的清洗工艺也可分为溶剂清洗和半水基清洗两种，两者最大的区别在于前者对无机污染物的清洗完全依赖水基清洗剂，后者所使用的半水基清洗剂对于无机污染物的清洗效果也较好；两者的共同点是对于有机污染物都具有良好的清洗效果，并采用相同的脱水及干燥方式，同时对镜片的安全性极高。

对于光学玻璃加工过程中不可避免的表面烧蚀问题，其成因是由于光学玻璃的主要成分——金属氧化物水解反应导致的，通常可采用过碱性清洗的方法，并通过外力（超声波）的作用消除烧蚀印痕。

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（1）由于废水中的油脂不容易被生物降解，因此把调节池做成隔油池的形式，以去除大部分油脂。生物处理后再采用混凝工艺，以去除前段生物处理工艺不能去除的悬浮物质，保证处理出水的达标排放。

（2）缺氧条件下，兼氧微生物使废水中难降解的大分子有机物得到降解，改善了废水的可生化性，使后段好氧降解性能明显提高。一般情况下，废水通过兼氧池后，CODCr去除率很高。在通过好氧处理后，CODCr去除率达95以上，BOD5去除率达97以上。

（3）兼氧池中组合填料上附着由兼氧菌组成的兼氧活性污泥，下层是兼氧污泥层，兼氧菌除对废水产生酸化作用外，同时还对污泥产生消化作用。

（4）兼氧池中的兼性菌种存在量大且容易培养，适应能力强。兼氧-好氧工艺初次启动过程快，运行管理操作简单。