亚硫酸盐促进阿特拉津和对氯苯酚光化学降解的研究

发布时间：2017-08-28 14:30

  本文关键词：亚硫酸盐促进阿特拉津和对氯苯酚光化学降解的研究

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【摘要】：水是生命之源,但近年来,随着经济的迅猛发展,大量污染物被排放到自然环境中,造成严重的环境污染。太阳光普遍存在于自然界中,光化学降解是污染物在自然界中转化的重要途径,而自然界中存在的一些天然光敏剂如双氧水、亚硫酸盐等,能加速污染物的光化学降解过程。亚硫酸盐的光敏化作用主要源自于其能受光激发产生水合电子、活泼氢等高活性物种,水合电子能使含卤素有机物快速脱去卤素,活泼氢能与饱和有机物发生脱氢反应或与不饱和有机物发生中心碳加氢反应,水合电子与活泼氢都具有很高的还原性,在这样的反应条件下,污染物能够被快速还原降解。本文首先研究了亚硫酸盐对阿特拉津紫外光解的促进作用及其内在机理。通过监测降解速率及中间产物的变化,我们发现,亚硫酸钠水溶液光激发产生的水合电子和活泼氢等活性物种不仅能加速阿特拉津的紫外光降解过程,还能通过改变阿特拉津的光降解途径实现三嗪环的断裂。阿特拉津紫外光解只能生成羟基化中间产物,亚硫酸钠加入后,紫外光解阿特拉津主要生成氢化中间产物。降解AAT过程中氨氮及小分子酸的检测为三嗪环的断裂提供了证据。本文接下来使用氙灯模拟太阳光作为光源,以对氯苯酚为目标污染物,研究了在更接近自然环境的条件下,亚硫酸盐对污染物光解的促进作用。通过研究发现,空气条件下,亚硫酸钠的存在不仅能促进对氯苯酚太阳光降解,而且能改变对氯苯酚的光降解途径,其主要降解中间产物由原来的对苯二酚变成苯酚。此外,亚硫酸钠的加入还能促进中间产物对苯二酚进一步反应生成4-羟基环己酮、1,4-环己二酮,产生多种毒性较低的中间产物。本文详细研究了亚硫酸盐对阿特拉津与对氯苯酚光化学降解的促进作用及其内在机理。通过实验发现,亚硫酸盐受光激发产生的活性物种既能加速污染物的光降解过程也能改变污染物的降解路径,且反应过程中,阿特拉津与对氯苯酚两种污染物中较难被降解的三嗪环及苯环结构都能被破坏。本论文有助于理解阿特拉津与对氯苯酚在环境中的迁移和转化过程,也为利用光化学技术降解有机污染物提供了新思路。
【关键词】：亚硫酸盐 光化学降解 阿特拉津 对氯苯酚
【学位授予单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X592;O644.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 水污染概况10-12
• 1.1.1 我国水污染现状10
• 1.1.2 水污染的危害10-11
• 1.1.3 水污染处理方法11-12
• 1.2 污染物的光化学降解12-14
• 1.2.1 污染物的直接光化学降解12-13
• 1.2.2 污染物的间接光化学降解13-14
• 1.3 亚硫酸盐参与的间接光化学降解14-15
• 1.3.1 紫外/亚硫酸盐光化学反应机理14-15
• 1.3.2 紫外/亚硫酸盐光化学降解污染物的应用15
• 1.4 本论文选题思路与主要内容15-17
• 第二章 亚硫酸盐促进阿特拉津紫外光解的研究17-34
• 2.1 引言17-18
• 2.2 实验部分18-21
• 2.2.1 主要化学试剂18-19
• 2.2.2 主要实验仪器19
• 2.2.3 溶液的配制19
• 2.2.4 理论计算方法19
• 2.2.5 阿特拉津的降解实验19-20
• 2.2.6 分析测试方法20-21
• 2.3 结果与讨论21-33
• 2.3.1 还原降解阿特拉津使三嗪环断裂可行性的验证21-22
• 2.3.2 阿特拉津的降解22-23
• 2.3.3 阿特拉津降解中间产物的测定及可能的降解途径23-26
• 2.3.4 2,4-二氨基均三嗪的降解26-27
• 2.3.5 三嗪环断裂的证据27-29
• 2.3.6 溶液初始pH值对阿特拉津与2,4-二氨基均三嗪降解的影响29-31
• 2.3.7 紫外/亚硫酸盐体系降解阿特拉津机理的探究31-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第三章 亚硫酸盐促进对氯苯酚太阳光解的研究34-51
• 3.1 引言34-35
• 3.2 实验部分35-37
• 3.2.1 主要化学试剂35
• 3.2.2 主要实验仪器35
• 3.2.3 溶液的配制35-36
• 3.2.4 对氯苯酚的降解实验36
• 3.2.5 分析测试方法36
• 3.2.6 活性物种捕获实验36-37
• 3.2.7 氩气条件下对氯苯酚的降解实验37
• 3.3 结果与讨论37-50
• 3.3.1 对氯苯酚的降解37-40
• 3.3.2 对氯苯酚脱氯情况的测定40-41
• 3.3.3 亚硫酸盐用量及溶液初始pH值对对氯苯酚降解的影响41-43
• 3.3.4 对氯苯酚降解中间产物的测定及可能的降解途径43-44
• 3.3.5 活性物种捕获实验44-48
• 3.3.6 两种条件下对氯苯酚光降解机理的探究48-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第四章 总结及展望51-52
• 参考文献52-57
• 致谢57

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本文编号：748106