紫外光照下氧化铜对邻苯二酚降解的影响及机理研究

发布时间：2017-09-19 13:06

  本文关键词：紫外光照下氧化铜对邻苯二酚降解的影响及机理研究

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【摘要】：环境持久性自由基(EPFRs)因其较长的环境寿命、更强的稳定性和具有的潜在DNA、心肺系统损伤作用引起了环境和医学研究者的关注。在颗粒表面,取代后的芳香族化合物(苯酚、氯酚等)与过渡金属相互作用过程中发生电子转移,同时产生EPFRs。这些相互作用不仅会在燃烧、热解等过程中发生,空气颗粒物和环境土壤中也存在。在大多数研究体系中,研究者重点关注了EPFRs的产生过程和潜在风险,但对EPFRs影响污染物环境行为的研究关注非常少。而EPFRs的发现也向只以浓度为标准评估污染物风险的传统方法提出了挑战。大多数针对CT和CuO的研究均集中在光催化降解/光芬顿降解,对可能产生的EPFRs及其影响没有相关的研究。因此,了解潜在的EPFRs对污染物环境行为的影响及在新污染物形成过程中的作用显得尤为重要。本研究主要关注紫外光照条件下,N2和Air两个气体氛围中,有机污染物邻苯二酚(CT)与过渡金属铜共存时,EPFRs的产生机制、特征及其对CT降解的影响。研究发现,紫外光照下,分别在N2和Air两气体氛围中,EPFRs会在含有过渡金属Cu的颗粒表面,通过CT与过渡金属Cu相互作用并发生电子转移的过程中产生,还原后的过渡金属与自由基结合形成复合体——Cu(Ⅰ)-EPFRs。N2氛围下EPFRs的信号强度大于Air氛围,而g值小于Air氛围。EPFRs的环境半衰期从14小时到3 d不等,以半醌自由基为主要类型,g值在2.0045-2.0052之间。CuO/SiO2系统中,无论CT浓度高低,反应中均伴随着EPFRs的产生。较低CT浓度时,EPFRs的产生阻碍了CT的降解。除了健康风险,EPFRs会在一定条件下阻碍CT的降解,改变其环境行为,增大了环境风险,客观上需要在有机污染物环境归趋中考虑EPFRs的贡献。
【关键词】：环境持久性自由基 邻苯二酚 过渡金属铜 光降解
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X131
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第一章 引言12-18
• 1.1 研究背景与动态12-16
• 1.1.1 环境持久性自由基的来源及风险12-13
• 1.1.2 有机污染物邻苯二酚的环境行为及影响13-14
• 1.1.3 过渡金属铜在CT降解中的作用14-15
• 1.1.4 EPFR_s在CT降解中的作用15-16
• 1.2 研究内容16-17
• 1.3 技术路线17-18
• 第二章 研究材料与方法18-22
• 2.1 实验材料与仪器18
• 2.1.1 实验材料18
• 2.1.2 实验仪器18
• 2.2 实验方法18-22
• 2.2.1 CuO/SiO_2颗粒的制备及表征18-19
• 2.2.2 颗粒上CT的负载19
• 2.2.3 CT的光降解反应19
• 2.2.4 HPLC中CT的测定19-20
• 2.2.5 EPFR_s的EPR信号监测20
• 2.2.6 吸附试验20
• 2.2.7 Cu~+和Cu~(2+)的UV-Vis测定20-21
• 2.2.8 AAS测Cu离子的溶出21
• 2.2.9 FTIR测颗粒表面-OH等官能团21-22
• 第三章 CT光降解及降解动力学22-31
• 3.1 制备颗粒的XRD表征22
• 3.2 预实验中CT负载及萃取过程溶剂的选择22-26
• 3.2.1 CT萃取溶剂的确定22-24
• 3.2.2 CT溶剂的确定24-26
• 3.3 多浓度单时间点的CT光降解26-27
• 3.4 CT光降解动力学27-30
• 3.5 小结30-31
• 第四章 EPFR_s信号的测定及特征分析31-40
• 4.1 EPR信号强度谱图31-33
• 4.1.1 未负载CT的初始制备颗粒的EPR谱图31
• 4.1.2 不同浓度CT样品的EPR强度谱图31-33
• 4.2 EPFR_s信号的衰减趋势图33-35
• 4.3 EPFR_s g值及峰宽分析35-37
• 4.4 SigmaPlot拟合EPFR_s的寿命37-39
• 4.5 小结39-40
• 第五章 CT光降解的现象分析及机理研究40-51
• 5.1 CT光降解的现象分析40-41
• 5.2 CT在颗粒上的吸附及其影响分析41-43
• 5.3 CT暗反应的影响43-45
• 5.4 FTIR测颗粒表面-OH等官能团45-47
• 5.5 Cu~(2+)及Cu~+的UV-Vis测定47-48
• 5.6 较低浓度范围EPFR_s阻碍CT光降解的机理分析48
• 5.7 较高浓度范围CuO促进CT光降解的分析48-49
• 5.8 小结49-51
• 第六章 结论与展望51-53
• 6.1 实验结论51
• 6.2 论文创新点51-52
• 6.3 研究展望52-53
• 致谢53-54
• 参考文献54-63
• 附录A 攻读硕士期间发表的论文63-64
• 附录B 参与的基金项目64

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本文编号：881808