基于CNKI數據庫的國內高級氧化研究現狀分析

肖鵬飛

摘 要：本文以中國知網CNKI數據庫為數據源，采用文獻計量學方法對國內發表的高級氧化研究的文獻進行了分析，主要分析指標包括發文數量及增長趨勢、發文期刊及學科方向、發文機構及作者、高被引文獻等，并通過分析高頻關鍵詞總結目前國內高級氧化技術領域的研究熱點和發展趨勢，以期更加全面、準確地揭示目前我國高級氧化領域的研究現狀，為高級氧化技術在環境污染治理等領域的應用提供理論參考。

關鍵詞：高級氧化; 文獻計量學; 發文量; 研究現狀

中圖分類號：G353.1? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1006-3315（2020）-11-115-002

高級氧化技術是在氧化反應中，將電、光輻射、聲、催化劑等與常見的化學氧化劑結合，通過物理化學過程產生活性極強的自由基，如·OH和SO4-·等。與傳統的氧化劑相比，這些自由基具有更高的氧化還原電位，極強的氧化活性和更低的選擇性，幾乎可以將水中所有有機物分子氧化分解成小分子直至降解為CO2、H2O和無機鹽。由于高級氧化法具有操作簡單、反應條件溫和、高效且處理范圍廣、無二次污染等特點，在有機廢水處理及環境修復等領域均有廣闊應用前景。近年來國內在高級氧化方面的研究成果發展迅速，但目前未見從文獻計量學的角度對高級氧化技術在國內的研究現狀與趨勢的總結。因此，本文以CNKI中國學術期刊全文數據庫為文獻來源，在篇名或關鍵詞或摘要中以“高級氧化”為檢索項搜索中文文獻，并結合計量可視化分析方法對高級氧化領域的研究現狀進行分析，探討研究熱點和發展趨勢，為該研究領域的科研工作者與決策者提供借鑒和參考。

一、發文量及增長趨勢

不同年份的發文量在一定程度上反映了該領域的受關注程度和發展速度。截至2020年7月4日，共檢索到2213篇中文文獻，其中核心期刊、EI和SCI收錄文獻分別為634、50和15篇。圖1顯示了2000年來發表的高級氧化方面的中文文獻數量及增長趨勢。首篇文獻發表于1995年，隨后逐年增加，至2019年當年的文獻數量就達到218篇，接近總發文量的1/10，可見高級氧化研究已經成為當下國內學者關注的焦點。用多項式趨勢線模擬了文獻發表年份與發文量之間的關系，從該趨勢線可以預測，2020年中國發文量將達到237篇。實際上，考慮到檢索方法的限制及發表的英文文獻情況，國內在該領域的實際發文數將遠超過本研究檢索到的發文數。

二、發文期刊及學科方向

在高級氧化研究發文量前20的中文期刊中，有14種核心期刊和6種普通期刊（圖2）。其中《工業水處理》以103篇的發文量成為發表高級氧化研究成果最多的期刊;其次為《廣東化工》和《水處理技術》，分別發表了95和81篇論文。從發文排名前20的期刊可見，高級氧化研究成果均發表在環境類、水處理類及化工類期刊上，這也反映出國內高級氧化技術普遍應用于環境污染尤其是污水治理領域。

從發文的所屬學科上看，環境學科發文占比達到70%以上，遠高于其他學科方向，體現出高級氧化技術在環境污染治理領域的應用受到廣泛重視（圖3）。化學工程方向發文占比接近10%，城鄉規劃與市政、紡織、石油天然氣、輕工等學科方向發文量均在2%～5%之間，這也表明利用高級氧化工藝處理生活污水、印染、石化及輕工行業廢水也是目前重要的應用方向。

三、發文機構、作者及基金資助

在國內的研究機構中，同濟大學發文量為102篇，遠遠領先其他機構，反映出該機構在高級氧化方面較強的整體研究實力。排名第二和第三的機構分別是哈爾濱工業大學（63）和華南理工大學（54），而清華大學以41篇的發文量排名國內第四。南京大學、四川大學、重慶大學、浙江大學、中科院生態環境研究中心、東華大學、南開大學的發文量比較接近，均在22-24篇之間。從高發文作者看，同濟大學的孫子為以29篇成為發表高級氧化方面中文文獻最多的學者，其次為華南理工大學的鐘理和哈爾濱工業大學的馬軍，發文量分別為17和13篇。此外，三峽大學黃應平、同濟大學高乃云、中國海洋大學楊世迎和華東交通大學劉占孟的發文量也都達到了10篇以上。以上機構和作者在高級氧化方面做了較多的工作，發表了較多成果，在國內的高級氧化領域具有一定的影響力。在所有文獻中，有404篇文獻的研究受國家自然科學基金資助，占總發文量的18.26%，國家高技術研究發展計劃和國家科技支撐計劃資助文獻數分別為63篇和38篇。

四、高被引論文

分析本領域高被引論文，可以了解不同機構和學者的學術水平，也可追蹤本學科領域的研究熱點，為進一步的相關研究提供參考。高級氧化研究領域的高被引論文以綜述性文獻為主，主要發表在2003～2011年間，共有9篇文獻的引用頻次超過200次。其中中國海洋大學楊世迎于2008年在《化學進展》發表的綜述“過硫酸鹽活化高級氧化新技術”被引頻次最高，達到了349次。該文獻在分析其基本原理的基礎上，綜述了過硫酸鹽活化技術在國內外土壤地下水有機污染原位修復、難降解有機廢水處理等環境污染治理方面的研究進展。四川大學江傳春發表在《水處理技術》上的“高級氧化技術在水處理中的研究進展”以304的被引頻次排在第2位，該論文介紹了高級氧化技術的機理，綜述了不同類型的高級氧化法在水處理領域的研究進展和應用，以及在實踐應用中的優勢和缺陷。而該文獻同時以9656的下載次數成為高級氧化研究文獻下載排行的首位，為最受關注的中文文獻。南開大學的張旋等在《水處理技術》發表的“高級氧化技術在廢水處理中的應用”排在第3位，共被引288次。

五、高頻關鍵詞分析

高頻關鍵詞分析可以反映出高級氧化領域的研究重點。在去除了“高級氧化”“高級氧化技術”和“高級氧化法”3個關鍵詞之后，出現頻次較高的其他主要關鍵詞見圖4。“廢水處理”以154次排在第1位，而“深度處理”和“水處理”分別排在第4和第6位，進一步表明高級氧化在水處理中的受重視程度。從高級氧化類型看，“臭氧”和“臭氧氧化”分別排在第2和14位，“Fenton試劑”和“Fenton”分別排在第8和第11位，而“過硫酸鹽”排在第13位;從廢水類型看，“垃圾滲濾液”“有機污染物”“印染廢水”的出現意味著對這些有機廢水的處理是重要的應用方向;而第5位的“羥基自由基”和第9位的“硫酸根自由基”則是高級氧化技術中的兩種主要自由基類型。

通過對代表不同類型高級氧化法的關鍵詞隨時間變化曲線進行分析，可以判斷不同高級氧化技術的研究發展趨勢。Fenton試劑氧化法（Fenton試劑+Fenton）和臭氧氧化法（臭氧+臭氧氧化）均從2005年前后發文量開始增加，其中Fenton試劑氧化法的發文高峰出現在2012年，隨后呈現下降的趨勢，而臭氧氧化法的發文數量總體呈增加趨勢，2017年和2019年的發文量分別達到22和21篇。相比之下，過硫酸鹽氧化法（過硫酸根自由基+過硫酸鹽）雖然起步較晚，2011年后發文數量才開始增加，但發文量增速很快，2015年前后就已經超過前兩種高級氧化法，到2019年已經達到29篇，預計今后的發文量將進一步增加，也說明了過硫酸鹽氧化法已經替代Fenton氧化法成為最受國內學者關注的高級氧化技術。

通過對出現頻次在40次以上的16個高頻關鍵詞進行共現網絡分析，如圖6所示。“高級氧化”和“高級氧化技術”兩關鍵詞的中心度最高，幾乎與其他所有高頻關鍵詞都有一定的關聯性。共現頻次最高的為“高級氧化-臭氧”和“高級氧化技術-廢水處理”，均為37次。“高級氧化-廢水處理”共現頻次為30次，“高級氧化-深度處理”“高級氧化技術-水處理”“高級氧化-降解”和“高級氧化技術-羥基自由基”的共現頻次也都在20次以上，可見高級氧化工藝作為有機廢水深度處理的主要技術已經受到越來越多的青睞。

六、總結及展望

高級氧化技術作為一種極具應用前景的水處理技術，近年來備受研究學者的廣泛關注。為了解國內高級氧化技術的研究現狀及發展趨勢，本文通過文獻計量學方法對CNKI中國期刊全文數據庫中的高級氧化研究文獻進行檢索，并從發文量及增長趨勢、發文期刊及學科方向、發文機構及作者、高被引論文、高頻關鍵詞等方面進行了計量分析。未來的高級氧化研究領域集中在繼續提升高級氧化法的氧化能力和處理效率，深化氧化機理和動力學的研究以控制反應的速率及程度，控制有害中間降解產物的產生及危害，高效、低成本、適用性廣的催化劑的開發與制備，高級氧化與其他技術相組合工藝的構建等方面。

基金項目：黑龍江省自然科學基金項目（LH2019D002）

參考文獻：

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