本文属于类型b，即一篇综述性科学论文。以下是根据文档内容撰写的学术报告。
本文题为“The detection methods of hydroxyl radical: a review”，由Chenkun Huang、Qiuyue Chen、Shengqiang Li和Jian Wang共同撰写，其中通讯作者为Jian Wang（邮箱：okwj@wust.edu.cn）。所有作者均来自武汉科技大学城市建设学院。该文发表于《E3S Web of Conferences》第375卷，文章编号03009，发表时间为2023年，属于ESAT 2023会议论文。文章围绕羟基自由基（hydroxyl radical，·OH）的检测方法进行系统综述，重点介绍了分光光度法、荧光光度法、光纤光谱系统测量法、电子自旋捕获法以及高效液相色谱法等技术的基本原理、应用实例和优缺点。
文章首先阐述了羟基自由基检测的研究背景和意义。羟基自由基具有极强的氧化性，能够与生物大分子、有机和无机物质迅速反应，因此被广泛应用于污水处理、化学发光分析、生物大分子修饰等领域。在水力空化过程中，空化泡溃灭时会产生高温高压条件，从而引发自由基的生成，其中羟基自由基的数量代表了空化强度。由于羟基自由基含有未成对电子，反应活性极高，反应速率常数大且寿命极短，因此目前尚无准确有效的直接测定方法。通常需要借助捕获剂捕获羟基自由基，再通过检测加合物来间接测定其浓度。这一特性决定了羟基自由基检测方法对捕获剂的捕获效率、加合物的稳定性和反应活性都有较高要求。
在分光光度法方面，文章指出该方法因仪器价格低廉、操作高效快速而成为国内研究者常用手段。其原理是利用羟基自由基的强氧化性使探针捕获剂的结构、性质和颜色发生变化，从而改变捕获剂对特定光谱的吸收，进而间接测定羟基自由基。文中列举了多个应用实例：Li Jiwu等人使用溴酚蓝（bromophenol blue，BPB）作为液相自由基探针捕获剂，定量检测高压电晕液膜放电过程中羟基自由基的生成；Yan Jun等人采用可见分光光度法，以水杨酸为捕获剂，检测Fenton试剂反应产生的羟基自由基，并考察了影响水杨酸捕获羟基自由基的因素；Yang Chunwei等人以亚甲基蓝为指示剂捕获Fenton反应产生的羟基自由基；Wang Jingang等人则通过测定亚甲基蓝氧化前后的吸光度变化来检测羟基自由基。这些研究表明分光光度法在羟基自由基检测中具有较好的适用性和稳定性，尤其适用于环境水相中高级氧化机理研究。
关于荧光光度法，文章指出该方法灵敏度高于分光光度法，在特定波长下不易受其他离子干扰。虽然其准确度和灵敏度不及电子自旋共振法，但操作简单、易于实施，因此成为目前应用最广泛的方法。其缺点是加合物产物或捕获剂本身需要具有特征荧光。文中列举了Liu Ting等人制备Fe₂O₃-TiO₂-Al₂O₃催化剂并建立三相流化床光助非均相Fenton反应体系，以香豆素为羟基自由基捕获剂，通过荧光光谱法检测体系中产生的羟基自由基。Yang等人则利用二甲基亚砜定量捕获羟基自由基生成甲基自由基，甲基自由基再与萘连接的氮氧化物反应使荧光强度增强，且荧光强度与羟基自由基浓度成正比，可检测0.1–2.0 µmol/L的H₂O₂，最低检出限为0.04 µmol/L。Ding Haiyang等人利用荧光光度法研究了Ti/SnO₂电极降解过程中羟基自由基的生成，并探讨了该方法在电催化氧化过程中的应用可行性。
在光纤光谱系统测量法方面，文章介绍这是一种区别于现有分光光度法和荧光光度法的新型在线检测技术。Liu Huimin等人提出将紫外激发过氧化氢产生的羟基自由基与光纤光谱在线检测技术耦合，建立了羟基自由基浓度光纤光谱在线检测系统。研究考察了光纤光谱对亚甲基蓝的响应特性，以及光照条件和过氧化氢初始浓度对羟基自由基产生和检测性能的影响。结果表明，基于亚甲基蓝作为羟基自由基捕获剂的光纤光谱系统能够准确在线测量羟基自由基浓度，具有快速、准确和低成本的优势。
关于电子自旋捕获法，文章详细阐述了电子自旋共振（electron spin resonance，ESR）的原理。该方法利用具有未成对电子的物质在磁场作用下吸收电磁波能量使电子在能级间跃迁的特性，对顺磁性物质进行检测分析。自旋捕获法是向反应体系中加入不饱和的抗磁性化合物（自旋捕获剂），使其与体系中产生的高活性、短寿命自由基结合形成相对稳定的自旋加合物，再用ESR检测。典型的自旋捕获剂包括亚硝基化合物、环状硝酮和线性硝酮三类。Ding Qinxue等人利用电子自旋捕获技术检测了抗肿瘤抗生素博来霉素体外产生的羟基自由基，以5,5’-二甲基吡咯啉-N-氧化物为捕获剂，在室温下用ESR谱仪检测自由基信号。Cong Jianbo等人则采用液氮（77 K）保存自旋加合物以延长其寿命，结果表明液氮保存可有效延长短寿命自由基自旋加合物的寿命。文章指出，ESR是研究自由基最直接有效的技术，但设备昂贵，自旋加合物不稳定，寿命仅几分钟到几十分钟，捕获后必须立即测定，定量分析不够准确，限制了其在实验研究和工业应用中的广泛使用。
在高效液相色谱法方面，文章指出高效液相色谱（high performance liquid chromatography，HPLC）是一种用于分离混合物以确认和定量各组分比例的色谱分析技术。自由基需先被捕获剂捕获形成稳定共轭物，再进行分离和检测。常用的羟基自由基捕获剂包括苯甲酸/水杨酸、邻苯二甲酸、二甲基亚砜等。Xue Juanqin等人采用高效液相色谱-紫外检测法，以水杨酸和4-羟基苯甲酸为捕获剂，测定了电化学氧化体系中产生的羟基自由基。结果显示两者的电化学氧化反应均符合一级反应动力学，反应速率常数分别为2.1833×10⁻⁴ s⁻¹和1.3500×10⁻⁴ s⁻¹。在相同羟基自由基捕获量下，4-羟基苯甲酸的初始消耗量是水杨酸的3倍，捕获时间约为水杨酸的2.3倍，表明水杨酸在紫外检测条件下具有更高的灵敏度和更强的捕获能力。Han Yao等人建立了以二甲基亚砜捕获羟基自由基生成甲醛，再与衍生试剂2,4-二硝基苯肼反应生成相应腙，经高效液相色谱分析的方法。Yang Wei等人则建立了高效液相色谱-库仑阵列多电极检测器系统测定羟基自由基的方法。HPLC的优点是测量方便、效率高、灵敏度高，检出限可达10⁻⁹~10⁻¹¹ g，但设备昂贵，反应过程相对复杂，中间产物和次级产物较多，在自由基的准确定量检测方面仍存在不足。
文章最后在结论部分指出，羟基自由基一直是研究热点。近年来检测技术逐渐成熟，国内外已有多种检测方法。然而，除ESR、激光荧光光谱和长光程吸收光谱等少数方法可直接测量外，大多数测定方法均为间接方法。间接方法受测量体系和测量条件等多种因素影响。由于羟基自由基具有高活性、低浓度和短寿命的特点，即使直接测量也存在许多干扰因素。因此，羟基自由基的检测应结合具体研究特点，尽量使用并组合不同的分析方法以提高分析效果。
本文的学术价值在于系统梳理了当前羟基自由基检测领域的主要技术手段，比较了各方法的原理、适用条件和优缺点，为从事高级氧化、空化效应、污水处理及自由基化学研究的科研人员提供了技术参考和方法选择依据。文章强调了间接检测方法在羟基自由基研究中的主导地位，并指出了未来研究中多方法联用与在线检测技术的发展方向。此外，文章引用了大量国内外研究实例，涵盖了Fenton反应、电化学氧化、水力空化等不同羟基自由基产生体系，具有较广泛的参考意义。对于需要开展羟基自由基定量分析的研究者而言，该综述可作为方法学入门和实验设计的实用指南。