水环境中磷酸三甲苯酯的光解研究

发布时间：2020-11-17 02:36

　　 有机磷阻燃剂(OPFRs)是一类新兴的环境污染物,由于大量的使用导致其广泛存在于各类环境介质中。目前由于OPFRs具有持久性、致癌性和神经毒性等危害,引起了人们的广泛关注。光化学反应作为有机污染物在水环境中的重要转化途径之一,一直是环境领域的研究热点,然而目前大部分研究都致力于考察光催化条件下OPFRs的光化学反应,关于水环境中OPFRs在自然光照条件下的光化学转化的研究较少。本课题以天然水环境中普遍存在的磷酸三甲苯酯(TCP)为目标化合物,进行稳态光照实验,对其光化学反应动力学、反应过程的活性物种以及光转化产物进行了相关研究,具体如下:(1)探究了水体中TCP在不同光强(4.67、12.89、61.6 mW/cm~2)、不同波段(UV-A、UV-B和UV-C)照射下的直接光降解情况。结果表明TCP在未光照时不发生降解,在不同光强及UV-B和UV-C波段照射下均可发生直接光解,且符合一级反应动力学。随着光强增大,TCP的光解加快,光解半衰期t_(1/2)依次为130.78 h,67.96 h和8.75 h。在UV-A照射下TCP几乎不降解,自然光中对TCP光解起作用的部分为UV-B波段,在UV-B照射下TCP发生明显光降解,光解半衰期t_(1/2)为8.75 h,在UV-C照射下TCP降解十分迅速,光解半衰期t_(1/2)为7.78 min。(2)在模拟自然光条件下(800 W汞灯加290 nm截止滤光片),系统考察了TCP的初始浓度以及水环境因子Fe~(3+)、NO_2~-和HA对TCP光化学反应动力学的影响。研究发现,TCP初始浓度越高其降解速率越快;Fe~(3+)和NO_2~-均明显促进了TCP的光降解,但高浓度Fe~(3+)的促进作用比低浓度Fe~(3+)的弱;HA对TCP的光降解起到抑制作用。进一步通过电子顺磁共振(EPR)技术探究了这些环境因子对该转化影响的自由基机制。结果表明含Fe~(3+)、NO_2~-和HA的TCP溶液在光照后均生成了羟基自由基·OH,超精细耦合常数为:α~N=α~H=15.07 G。Fe~(3+)和NO_2~-主要是通过生成·OH而促进溶液体系中TCP的光降解,而HA溶液光照后虽然生成了·OH,但TCP光解速率降低,推测HA主要是通过与TCP竞争光源而产生抑制作用。(3)采用高分辨液相色谱-质谱联用技术(LTQ-Orbitrap)对TCP光转化过程的产物进行检测。根据前人关于OPFRs降解产物的研究以及精确分子量的提取分析,发现TCP在模拟自然光照下,共可检测到3种光转化产物。根据产物结构推测了TCP的光转化途径,主要包括光致TCP苯环结构的C-H键均裂以及光致水解反应。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X52
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 水体中有机磷阻燃剂光化学行为研究进展与选题依据
    1.1 有机磷阻燃剂概述
        1.1.1 基本性质
        1.1.2 环境水平
        1.1.3 毒性效应
        1.1.4 环境行为
    1.2 水环境有机污染物的光化学反应
        1.2.1 光化学反应机理
        1.2.2 光化学反应影响因素
        1.2.3 光化学反应中间活性物种的EPR测定
    1.3 有机磷阻燃剂光化学反应研究进展
    1.4 论文选题依据、意义及内容
2 磷酸三甲苯酯的直接光解
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 实验试剂与仪器
        2.2.2 实验方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 定量曲线与动力学计算
        2.3.2 TCP在不同光强照射下的直接光解
        2.3.3 TCP在不同波段光照下的直接光解
    2.4 小结
3 环境因子对磷酸三甲苯酯光化学反应的影响
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 实验方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 初始浓度对TCP光降解速率的影响
3+对TCP光降解的影响'>        3.3.2 Fe³⁺对TCP光降解的影响
2-对TCP光降解的影响'>        3.3.3 NO₂-对TCP光降解的影响
        3.3.4 腐殖酸对TCP光降解的影响
        3.3.5 EPR检测
    3.4 小结
4 磷酸三甲苯酯光化学反应产物识别
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 实验方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 TCP光化学转化产物结构分析
        4.3.2 TCP的光化学转化途径
    4.4 小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王海兰;;磷酸三甲苯酯的职业危害与防护[J];现代职业安全;2013年12期

2 胡嫦;2例磷酸三甲苯酯中毒的护理[J];护理学杂志;2000年02期

3 陈冬志,孟明,潘颖;磷酸三甲苯酯亚急性中毒三例肌电图六年跟踪观察[J];河北职工医学院学报;1997年03期

4 陈冬志,孟明,潘颖;磷酸三甲苯酯亚急性中毒三例报告[J];职业与健康;1997年03期

5 王岩;一起误食磷酸三甲苯酯中毒的调查报告[J];中国食品卫生杂志;1994年02期

6 陈冬志,何晓钟;磷酸三甲苯酯亚急性中毒三例肌电图所见[J];中华劳动卫生职业病杂志;1991年04期

7 杜建中,张兰英,张炜东;磷酸三甲苯酯中毒4例报告[J];职业医学;1991年04期

8 何敬言;邢伯军;车丕智;;磷酸三甲苯酯合成方法的研究[J];化学通报;1993年09期

9 刘多强;冀德坤;易玉峰;孙超;丁福臣;王家钰;;气相色谱法测定磷酸三甲苯酯异构体含量[J];化学分析计量;2017年06期

10 江芝良;杨起英;陈宇虹;杨克明;;磷酸三甲苯酯合成工艺研究[J];化工时刊;1992年08期

相关硕士学位论文 前3条

1 孙世宾;水环境中磷酸三甲苯酯的光解研究[D];大连理工大学;2019年

2 刘影;短短芽孢杆菌对磷酸三甲苯酯的降解机制及降解产物毒性研究[D];华南理工大学;2019年

3 石鑫磊;间甲酚6位取代衍生物的合成研究[D];南京理工大学;2009年

本文编号：2886988