全氟羧酸类化合物及其替代物的光降解研究

发布时间：2022-10-29 23:04

　　作为一类具有优良表面活性、良好热和化学稳定性以及透光性的化合物,全氟羧酸类化合物（PFCAs）被广泛应用于商业和工业生产中。这类物质物理化学性质非常稳定,在自然界中不容易被降解,因此在自然环境中持久存在,且容易被生物摄入并累积。目前,该类物质已经在世界各地的环境介质和生物体内被检出。鉴于其对生态系统和人体健康具有的潜在危害,亟需开发可以对其进行有效去除的相关技术。研究表明,目前的PFCAs降解方法大多存在各种缺陷,例如反应条件苛刻及能耗高等。光降解方法由于其操作简单,二次污染潜能低且降解效率高等特点,近年来被广泛应用到科学研究中。但研究者对于PFCAs的研究主要集中于全氟辛酸（PFOA）,而对其它不同碳链长全氟羧酸以及替代物等的光降解行为研究甚少。因此,本文系统研究了PFCAs及其替代物（一氢取代全氟羧酸（H-PFCAs））和前体物（四氢取代全氟羧酸（2H,2H,3H,3H-PFCAs））在直接光降解体系中的转化行为,以及PFOA在不同固体颗粒物表面的光降解行为,并考察了溶液p H值、无机离子、腐殖质和水体类型等因素对该类化合物光降解速率的影响。利用液相色谱质谱联用仪（LC-MS）和气... 

【文章页数】：132 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
论文特色及创新点
第一章 绪论
    1.1 PFCAs的环境存在及危害
    1.2 PFCAs的去除方法
        1.2.1 物理去除法
        1.2.2 生物降解法
        1.2.3 热化学降解
        1.2.4 电化学降解
        1.2.5 光化学降解
            1.2.5.1 直接光降解
            1.2.5.2 光化学氧化
            1.2.5.3 光化学还原
        1.2.6 其他方法
    1.3 光化学方法降解PFCAs的机理研究
    1.4 量子化学计算在有机污染物反应动力学和机理方面的应用
    1.5 论文的研究目的和研究内容
        1.5.1 研究目的和意义
        1.5.2 研究内容及技术路线
第二章 全氟羧酸系列化合物光降解的实验和理论研究
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 药品和试剂
        2.2.2 光化学实验
        2.2.3 分析方法
        2.2.4 理论计算
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 PFCAs的光降解
        2.3.2 PFCAs的光降解产物
        2.3.3 PFCAs光解的理论解释
        2.3.4 PFCAs混合溶液的光解
    2.4 本章小结
第三章 一氢取代全氟羧酸的光降解动力学和机理研究
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 药品和试剂
        3.2.2 实验方法
        3.2.3 分析方法
        3.2.4 毒性评估
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 H-PFCAs的光降解动力学
        3.3.2 与PFCAs的比较
        3.3.3 H-PFCAs光降解的影响因素
        3.3.4 11H-PFUn DA的降解产物和机理分析
        3.3.5 毒性评估
    3.4 本章小结
第四章 四氢取代全氟羧酸的光降解动力学和机理研究
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 化学试剂
        4.2.2 实验方法
        4.2.3 分析方法
        4.2.4 毒性评估
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 2H,2H,3H,3H-PFCAs的光降解动力学
        4.3.2 与PFCAs的对比
        4.3.3 2H,2H,3H,3H-PFCAs光降解的影响因素研究
        4.3.4 产物鉴定和反应机理
        4.3.5 毒性评估
    4.4 本章小结
第五章 全氟辛酸在不同颗粒物表面的光降解动力学和机理
    5.1 引言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 化学试剂
        5.2.2 预负载PFOA样品的制备
        5.2.3 实验方法
        5.2.4 分析方法
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 不同固体颗粒表面PFOA的光降解
        5.3.2 PFOA固相光降解产物和机理
    5.4 本章小结
第六章 研究结论与展望
    6.1 本论文主要结论
    6.2 建议与展望
参考文献
攻读博士学位期间的主要成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]全氟羧酸及其前体物质的环境分布、毒性和生物转化研究进展[J]. 郭萌萌,谭志军,吴海燕,郑关超,付树林,彭吉星,李风铃,翟毓秀.  中国渔业质量与标准. 2018(04)
[2]全氟化合物对儿童肺功能影响的病例对照研究[J]. 杨杰文,秦小迪,李永凌,董光辉.  中国学校卫生. 2017(07)
[3]地表水中典型全氟化合物的污染特性及降解机理研究[J]. 杨圣舒,刘美,张迪.  环境科学与管理. 2017(03)
[4]全氟化合物处理技术的研究进展[J]. 罗梅清,卓琼芳,许振成,虢清伟,杨波.  环境科学与技术. 2015(08)
[5]Effects of pH on photochemical decomposition of perfluorooctanoic acid in different atmospheres by 185 nm vacuum ultraviolet[J]. Yuan Wang,Pengyi Zhang.  Journal of Environmental Sciences. 2014(11)
[6]全氟辛烷磺酸和全氟辛酸神经毒性机制研究进展[J]. 李玲,赵康峰,李毅民,白雪涛.  环境卫生学杂志. 2013(02)
[7]低剂量全氟辛酸对雄性黑斑蛙生殖毒效应及机理研究[J]. 卢向明,陈萍萍.  环境科学学报. 2012(06)
[8]超声波降解全氟辛烷磺酸和全氟辛酸的动力学[J]. 赵德明,丁成,徐新华,Michael R.Hoffmann.  化工学报. 2011(03)
[9]饮用水中全氟化合物（PFCs）的控制研究进展[J]. 田富箱,徐斌,夏圣骥,高乃云,李大鹏,梁闯.  中国给水排水. 2010(12)
[10]PFOS/PFOA对斑马鱼（Danio rerio）胚胎致毒效应研究[J]. 叶露,吴玲玲,蒋雨希,张超杰,陈玲.  环境科学. 2009(06)

博士论文
[1]有机污染物与·OH气相反应动力学和机制的计算模拟预测[D]. 李超.大连理工大学 2015
[2]白腐真菌对持久性有机物PFOA和雌激素E2的降解研究[D]. 周莉娜.西北农林科技大学 2012



本文编号：3698586