羥基自由基(·OH)是一種重要的活性氧，從分子式上看是由氫氧根(OH-)失去一個電子形成。羥基自由基具有極強的得電子能力，也就是氧化能力，氧化電位2.8V，是自然界中僅次于氟的氧化劑。
　　表1幾種電化學反應產物的標準氧化電位
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　　羥基自由基（·OH）幾乎可無選擇地直接攻擊水體中的各種污染物，直至將污染物降解為CO2、H2O和其他礦物鹽，整個過程不產生任何有毒有害的殘留物，實現零污染物、零廢物排放。
　　羥基自由基的特點
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　　（1）反應速度快。多數有機污染物與羥基自由基反應速率常數可達106-1010L/（mol·s），可實現多種污染物的同步去除。
　　（2）使用范圍廣。較高的氧化電位使得羥基自由基幾乎可將所有有機物氧化直至礦化，不會產生二次污染。同時，羥基自由基可殺滅各類致病菌，如大腸桿菌、沙門氏菌、李斯特菌、副溶血弧菌等。
　　（3）可誘發鏈式反應。由于羥基自由基的電子親和能為569.3KJ，可將飽和烴中的H原子單獨拉出來，形成有機物的自身氧化，從而使有機物得以降解，這是其他類氧化劑單獨使用時所不能做到的。
　　羥基自由基的發生方式
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　　（1）電解氧化法
　　電極電催化作用可以產生羥基自由基（·OH），其原理在于電極在電場作用下對水的氧化分解，或是氫氧根離子的直接氧化，如下式所示：
　　H2O→·OH＋H++e-
　　OH-→·OH+e-
　　（2）半導體電催化法
　　半導體催化材料在電場中有"空穴"效應，即半導體處于一定強度的電場時，其價帶電子會越過禁帶進入導帶，同時在價帶上形成電激空穴，空穴有很強的俘獲電子的能力，可以奪取半導體顆粒表面的有機物或溶劑中的電子發生氧化還原反應。
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　　（3）電解+光催化法
　　a.UV/H2O2反應體系中的羥基自由基
　　UV/H2O2的反應機理是：1分子的H2O2首先在紫外光（λ＜300nm）的照射下產生2分子的·OH，反應式如下：
　　H2O2+hv→2·OH
　　b.UV/O3反應體系中的羥基自由基
　　一般認為UV/O3中間氧化反應為自由基型，即液相臭氧在紫外光輻射下分解產生羥基自由基，由羥基自由基與水中的溶解物進行反應，其中對自由基產生的反應機理存在2種解釋，具體公式如下：
　　O3+hv→O2+·O
　　·O＋H2O2→·OH+·OOOH
　　O3+H2O＋hv→O2+H2O2
　　H2O2+hv→2·OH
　　研究表明：1mol O3在紫外光輻射下能產生2mol·OH。
　　c.UV/H2O2/O3反應體系中的羥基自由基
　　在UV/H2O2/O3反應體系中，羥基自由基產生的反應機理如下：
　　H2O2+H2O→H3O++HO2-
　　O3+H2O2→O2+·OH+HO2·
　　O3+HO2→·OH+O2+O2-
　　O3+O2→O2+O3-
　　O3-+H2O→·OH+O2+HO-
　　羥基發生量的檢測
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　　由于羥基自由基的存在壽命極短，目前尚無準確有效的直接測定方法，只能用捕捉劑對·OH進行捕獲，通過檢測加合物來檢測·OH的數量。因此，對捕捉劑的捕獲效率、加合物的穩定性和反應性都提出了極高的要求。
　　目前，比較成熟的檢測方法主要有電子自旋共振法（ESR）、高效液相色譜法（HPLC）、化學發光法（CL）、電化學檢測法（ECD）等。
　　（1）電子自旋共振法（ESR）
　　電子自旋共振法或電子順磁共振法主要研究對象為未成對的自由基或過渡金屬離子及其化合物。自旋捕捉(spin trapping)技術的出現為化學反應中自由基中間體及生命活動過程中短壽命自由基的檢測開辟了新的檢測途徑。此方法是利用捕捉劑與自由基結合形成相對穩定的自旋加合物(spin adducts)，然后進行ESR測定。
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　　（2）高效液相色譜法（HPLC）
　　HPLC法可用于間接測定自由基。測定過程中必須先選擇合適的化合物捕集被測體系中的自由基，使之生成具有一定穩定性，且能被液相色譜分離與檢測的產物，然后用HPLC進行測定。
　　a.采用二甲基亞砜捕集羥基自由基的HPLC測
　　b.采用水楊酸捕集羥基自由基的HPLC測定方法
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　　（3）化學發光法（CL）
　　化學發光法是一種靈敏、準確的檢測自由基的方法，其原理是利用發光劑被活性氧自由基氧化成激發態，當其返回到基態時放出大量光子，從而對發光起放大作用。且自由基產生越多，發光值就越大。通過函數換算間接反應系統中自由基的量。與ESR和HPLC法相比，具有操作簡便、設備成本較低、測定快速等優點。
　　（4）電化學檢測法（ECD）
　　電化學檢測法(ECD)是根據電化學原理和物質的電化學性質，通過測量電信號(電流、電壓、電阻等)的強度或變化，對被測組分進行定性定量分析的檢測方法。在·OH的檢測中，主要是用電化學儀器獲得加合物的極譜圖，通過峰電流變化間接測定其濃度。
　　目前作為電化學檢測方法的捕捉劑主要有二甲基亞砜(DMSO)+乙酰丙酮+氨、DMSO+乙酰丙酮+鹽酸肼，脫氧核糖等。電化學檢測法具有儀器簡單、實用、測定快速等優點，但其抗干擾能力不強，常與化學發光法、毛細管電泳法聯合使用。
　　羥基發生技術應用
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　　在工業方面，羥基自由基發生技術主要用于廢水和廢氣處理，實現有機物去除和殺菌功能。
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　　在工業水處理方面，羥基發生技術又被稱為高級氧化技術，該過程以產生具有強氧化能力的羥基自由基(·OH)為特點，在高溫高壓、電、聲、光輻照、催化劑等反應條件下，使大分子難降解有機物氧化成低毒或無毒的小分子物質。根據產生自由基的方式和反應條件的不同，可將其分為光化學氧化、催化濕式氧化、聲化學氧化、臭氧氧化、電化學氧化、Fenton氧化等。
　　在民用方面，目前羥基自由基發生技術主要用于果蔬凈化機和空氣凈化機，用于食材污染物和空氣污染物的氧化去除。