基于CNKI数据库的国内高级氧化研究现状分析

肖鹏飞

摘 要：本文以中国知网CNKI数据库为数据源，采用文献计量学方法对国内发表的高级氧化研究的文献进行了分析，主要分析指标包括发文数量及增长趋势、发文期刊及学科方向、发文机构及作者、高被引文献等，并通过分析高频关键词总结目前国内高级氧化技术领域的研究热点和发展趋势，以期更加全面、准确地揭示目前我國高级氧化领域的研究现状，为高级氧化技术在环境污染治理等领域的应用提供理论参考。

关键词：高级氧化; 文献计量学; 发文量; 研究现状

中图分类号：G353.1            文献标识码：A     文章编号：1006-3315（2020）-11-115-002

高级氧化技术是在氧化反应中，将电、光辐射、声、催化剂等与常见的化学氧化剂结合，通过物理化学过程产生活性极强的自由基，如·OH和SO4-·等。与传统的氧化剂相比，这些自由基具有更高的氧化还原电位，极强的氧化活性和更低的选择性，几乎可以将水中所有有机物分子氧化分解成小分子直至降解为CO2、H2O和无机盐。由于高级氧化法具有操作简单、反应条件温和、高效且处理范围广、无二次污染等特点，在有机废水处理及环境修复等领域均有广阔应用前景。近年来国内在高级氧化方面的研究成果发展迅速，但目前未见从文献计量学的角度对高级氧化技术在国内的研究现状与趋势的总结。因此，本文以CNKI中国学术期刊全文数据库为文献来源，在篇名或关键词或摘要中以“高级氧化”为检索项搜索中文文献，并结合计量可视化分析方法对高级氧化领域的研究现状进行分析，探讨研究热点和发展趋势，为该研究领域的科研工作者与决策者提供借鉴和参考。

一、发文量及增长趋势

不同年份的发文量在一定程度上反映了该领域的受关注程度和发展速度。截至2020年7月4日，共检索到2213篇中文文献，其中核心期刊、EI和SCI收录文献分别为634、50和15篇。图1显示了2000年来发表的高级氧化方面的中文文献数量及增长趋势。首篇文献发表于1995年，随后逐年增加，至2019年当年的文献数量就达到218篇，接近总发文量的1/10，可见高级氧化研究已经成为当下国内学者关注的焦点。用多项式趋势线模拟了文献发表年份与发文量之间的关系，从该趋势线可以预测，2020年中国发文量将达到237篇。实际上，考虑到检索方法的限制及发表的英文文献情况，国内在该领域的实际发文数将远超过本研究检索到的发文数。

二、发文期刊及学科方向

在高级氧化研究发文量前20的中文期刊中，有14种核心期刊和6种普通期刊（图2）。其中《工业水处理》以103篇的发文量成为发表高级氧化研究成果最多的期刊;其次为《广东化工》和《水处理技术》，分别发表了95和81篇论文。从发文排名前20的期刊可见，高级氧化研究成果均发表在环境类、水处理类及化工类期刊上，这也反映出国内高级氧化技术普遍应用于环境污染尤其是污水治理领域。

从发文的所属学科上看，环境学科发文占比达到70%以上，远高于其他学科方向，体现出高级氧化技术在环境污染治理领域的应用受到广泛重视（图3）。化学工程方向发文占比接近10%，城乡规划与市政、纺织、石油天然气、轻工等学科方向发文量均在2%～5%之间，这也表明利用高级氧化工艺处理生活污水、印染、石化及轻工行业废水也是目前重要的应用方向。

三、发文机构、作者及基金资助

在国内的研究机构中，同济大学发文量为102篇，远远领先其他机构，反映出该机构在高级氧化方面较强的整体研究实力。排名第二和第三的机构分别是哈尔滨工业大学（63）和华南理工大学（54），而清华大学以41篇的发文量排名国内第四。南京大学、四川大学、重庆大学、浙江大学、中科院生态环境研究中心、东华大学、南开大学的发文量比较接近，均在22-24篇之间。从高发文作者看，同济大学的孙子为以29篇成为发表高级氧化方面中文文献最多的学者，其次为华南理工大学的钟理和哈尔滨工业大学的马军，发文量分别为17和13篇。此外，三峡大学黄应平、同济大学高乃云、中国海洋大学杨世迎和华东交通大学刘占孟的发文量也都达到了10篇以上。以上机构和作者在高级氧化方面做了较多的工作，发表了较多成果，在国内的高级氧化领域具有一定的影响力。在所有文献中，有404篇文献的研究受国家自然科学基金资助，占总发文量的18.26%，国家高技术研究发展计划和国家科技支撑计划资助文献数分别为63篇和38篇。

四、高被引论文

分析本领域高被引论文，可以了解不同机构和学者的学术水平，也可追踪本学科领域的研究热点，为进一步的相关研究提供参考。高级氧化研究领域的高被引论文以综述性文献为主，主要发表在2003～2011年间，共有9篇文献的引用频次超过200次。其中中国海洋大学杨世迎于2008年在《化学进展》发表的综述“过硫酸盐活化高级氧化新技术”被引频次最高，达到了349次。该文献在分析其基本原理的基础上，综述了过硫酸盐活化技术在国内外土壤地下水有机污染原位修复、难降解有机废水处理等环境污染治理方面的研究进展。四川大学江传春发表在《水处理技术》上的“高级氧化技术在水处理中的研究进展”以304的被引频次排在第2位，该论文介绍了高级氧化技术的机理，综述了不同类型的高级氧化法在水处理领域的研究进展和应用，以及在实践应用中的优势和缺陷。而该文献同时以9656的下载次数成为高级氧化研究文献下载排行的首位，为最受关注的中文文献。南开大学的张旋等在《水处理技术》发表的“高级氧化技术在废水处理中的应用”排在第3位，共被引288次。

五、高频关键词分析

高频关键词分析可以反映出高级氧化领域的研究重点。在去除了“高级氧化”“高级氧化技术”和“高级氧化法”3个关键词之后，出现频次较高的其他主要关键词见图4。“废水处理”以154次排在第1位，而“深度处理”和“水处理”分别排在第4和第6位，进一步表明高级氧化在水处理中的受重视程度。从高级氧化类型看，“臭氧”和“臭氧氧化”分别排在第2和14位，“Fenton试剂”和“Fenton”分别排在第8和第11位，而“过硫酸盐”排在第13位;从废水类型看，“垃圾渗滤液”“有机污染物”“印染废水”的出现意味着对这些有机废水的处理是重要的应用方向;而第5位的“羟基自由基”和第9位的“硫酸根自由基”则是高级氧化技术中的两种主要自由基类型。

通过对代表不同类型高级氧化法的关键词随时间变化曲线进行分析，可以判断不同高级氧化技术的研究发展趋势。Fenton试剂氧化法（Fenton試剂+Fenton）和臭氧氧化法（臭氧+臭氧氧化）均从2005年前后发文量开始增加，其中Fenton试剂氧化法的发文高峰出现在2012年，随后呈现下降的趋势，而臭氧氧化法的发文数量总体呈增加趋势，2017年和2019年的发文量分别达到22和21篇。相比之下，过硫酸盐氧化法（过硫酸根自由基+过硫酸盐）虽然起步较晚，2011年后发文数量才开始增加，但发文量增速很快，2015年前后就已经超过前两种高级氧化法，到2019年已经达到29篇，预计今后的发文量将进一步增加，也说明了过硫酸盐氧化法已经替代Fenton氧化法成为最受国内学者关注的高级氧化技术。

通过对出现频次在40次以上的16个高频关键词进行共现网络分析，如图6所示。“高级氧化”和“高级氧化技术”两关键词的中心度最高，几乎与其他所有高频关键词都有一定的关联性。共现频次最高的为“高级氧化-臭氧”和“高级氧化技术-废水处理”，均为37次。“高级氧化-废水处理”共现频次为30次，“高级氧化-深度处理”“高级氧化技术-水处理”“高级氧化-降解”和“高级氧化技术-羟基自由基”的共现频次也都在20次以上，可见高级氧化工艺作为有机废水深度处理的主要技术已经受到越来越多的青睐。

六、总结及展望

高级氧化技术作为一种极具应用前景的水处理技术，近年来备受研究学者的广泛关注。为了解国内高级氧化技术的研究现状及发展趋势，本文通过文献计量学方法对CNKI中国期刊全文数据库中的高级氧化研究文献进行检索，并从发文量及增长趋势、发文期刊及学科方向、发文机构及作者、高被引论文、高频关键词等方面进行了计量分析。未来的高级氧化研究领域集中在继续提升高级氧化法的氧化能力和处理效率，深化氧化机理和动力学的研究以控制反应的速率及程度，控制有害中间降解产物的产生及危害，高效、低成本、适用性广的催化剂的开发与制备，高级氧化与其他技术相组合工艺的构建等方面。

基金项目：黑龙江省自然科学基金项目（LH2019D002）

参考文献：

[1]赵丽红等.水处理高级氧化技术研究进展[J]科学技术与工程，2019，19（10）：1-9

[2]赵霞等.污水高级氧化技术的研究现状及其新进展[J]水处理技术，2018，44（4）：7-10，16

[3]江传春等.高级氧化技术在水处理中的研究进展[J]水处理技术，2011，37（7）：12-16，33

[4]杨世迎等.过硫酸盐活化高级氧化新技术[J]化学进展，2008，20（9）：1433-1438