氧化铜及其石墨烯复合物非自由基活化过硫酸盐选择性去除难降解有毒含氯有机物

发布时间：2020-06-09 15:46

【摘要】：基于非均相活化过硫酸盐(PS)的高级氧化技术是一种高效节能、绿色经济的新型技术,非常适合于处理难降解有毒有害有机污染物,是近年来高级氧化技术的研究热点。本文总结了氧化铜(CuO)及其石墨烯复合材料(CuO/rGO)非自由基活化PS选择性降解对氯苯胺和氯酚的研究。实验首先通过PS分解试验、自由基捕获试验和电子顺磁共振技术证明了CuO对PS的活化是非自由基过程,活化得到的活性氧化性物质是在CuO表面被活化的活性PS分子而非硫酸自由基或羟基自由基;CuO-PS组成的非自由基活化体系对对氯苯胺的降解不受水中天然存在的氯离子和碳酸氢根离子的影响,最佳降解pH为中性,实验条件下对氯苯胺的降解效率在5小时内达到70%。CuO/rGO复合材料提高了CuO对PS的活化能力,电子通过CuO和rGO之间形成的C-O-Cu键从rGO转移到CuO表面从而形成富电子中心,强化了PS的活化,通过PS分解试验、自由基捕获试验和电子顺磁共振技术证明了复合材料对PS的活化仍然是非自由基过程,铜原子封闭实验证明活性位点是CuO表面的铜原子。实验系统地研究了CuO和rGO的比例、pH值、活化剂投加量和PS浓度对污染物去除效率的影响,以及污染物在体系中的脱氯效果。以2,4,6-三氯酚为目标污染物,在3小时内去除率达到98%,以对氯苯胺为目标污染物,在1小时内去除效率达到98%。对比2,4-二氯酚、4-氯酚和三氯乙烯的降解情况,得到CuO/rGO-PS体系对污染物去除能力从大到小排列为对氯苯胺(29)2,4,6-三氯酚(29)2,4-二氯酚(29)三氯乙烯(29)4-氯酚。最后研究了不同形貌CuO对PS活化效率的影响,发现活化效率从打到小排列为片状(29)纺锤状(29)球状,通过透射电镜对暴露晶面的分析,片状CuO主要暴露晶面为(0 0 1),纺锤状和球状的(0 0 1)晶面比例较少,说明了PS活化对(0 0 1)晶面的依赖性,而且是非自由基活化。CuO和经rGO改性的CuO对PS的活化的非自由基过程可以大大减少自由基反应过程中氧化剂的损耗,充分利用PS的氧化容量。非自由基活化体系不受水体中常见阴离子的影响,而且对污染物具有选择去除效果,可以提高PS的利用效率,根据污染物类别选择合适的PS活化方式。
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情况,食物链,有机污染物,斯德哥尔摩公约

图 1-1 我国 2012 年-2016 年地表水和地下水逐年变化情况数据来源：中国环境状况公报Fig.1-1 Status of China's surface and ground water quality from 2012-2016Data resource: State of the environment bulletin有机污染物机污染（POPs）是一类有机氯相关化学品，，具有高毒性、难降解离迁移等特性，通过在环境中不断迁移和累积，最终通过食物链。持久性有机污染物具有“致癌、致畸、致突变”的“三致”效的作用干扰生长和繁殖，通常是通过食用鱼、肉、蛋、奶等食品的一大来源——动物在其生长过程中从环境或者下级食物链中富机污染物，将给人类带来巨大的危害。在国际上，我国于 2001有机污染物的斯德哥尔摩公约》，旨在减少或消除公约所规定的

概况,浓度分布,持久性有机污染物,饮用水标准

华南理工大学硕士学位论文表 1-1 相关持久性有机污染物排放标准Table 1-1 Emission standard of some POPsaDDTaHCHsaPCBsbPFOS1000 2000 500 400 生标准 GB5749 2006保署饮用水标准和健康报告（EPA 822-S-12-001）
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X592

【参考文献】