多溴联苯醚类物质辐射降解机理及其动力学研究

发布时间：2020-04-25 19:16

【摘要】： 本文首先综述了水中持久性有机污染物——多溴联苯醚(PBDEs)的特征、来源、国内外研究进展、治理概况和电子束、紫外降解持久性有机污染物在水污染治理中的研究进展,提出了本文的研究目的和意义。论文内容主要包括两个部分:利用紫外光或者电子束降解4-溴联苯醚的机理、动力学及其影响因素;紫外光解或者电子束辐解十溴联苯醚的降解机理、动力学及其影响因素,通过对4-溴联苯醚和十溴联苯醚这两类溴代苯醚有机物的紫外光解和电子束降解特性的分析,推测得知多溴联苯醚的紫外光解和电子束降解特性及途径。 (1)无氧条件下,4-溴联苯醚在紫外光照下产生阳离子自由基,其阳离子自由基的生成速率k=2.67×10~6 s~(-1)·mol~(-1)·dm~3。当4-溴联苯醚溶液的pH＞10.02,4-溴联苯醚在紫外光照下产生的阳离子自由基脱质子变为中性自由基。一定紫外光强范围内,4-溴联苯醚光解产物为苯醚和联苯酚两类有机物。初步推测无氧条件下,中性4-溴联苯醚溶液中,4-溴联苯醚紫外光解脱溴产生阳离子自由基,进一步反应生成苯醚和联苯酚等较稳定的中间体。4-溴联苯醚的溶液体系、初始pH值、初始浓度和光照时间对4-溴联苯醚降解的影响。利用电子束降解4-溴联苯醚。研究结果表明,电子束对4-溴联苯醚脱溴,进而降解具有明显的作用。实验进一步讨论了,4-溴联苯醚的溶液体系、初始pH值、初始浓度和辐照剂量对4-溴联苯醚降解的影响。 (2)采用紫外光解十溴联苯醚。研究结果表明,十溴联苯醚与4-溴联苯醚光解特性相似,十溴联苯醚在紫外光照下脱溴,进而降解。实验进一步讨论了,十溴联苯醚光解的中间产物和光解机理,结合4-溴联苯醚的降解机理,推测多溴联苯醚的光解机理和特性。十溴联苯醚的溶液体系、初始pH值和光照时间对十溴联苯醚降解的影响。降解后的十溴联苯醚,溴离子被脱除,成为低溴代联苯醚。利用电子束降解十溴联苯醚。研究结果表明,电子束对十溴联苯醚脱溴,进而降解具有明显的作用。实验进一步讨论了,十溴联苯醚的溶液体系、初始pH值、辐解剂量对十溴联苯醚降解的影响。 (3)采用多种分析手段(UV-VIS,pH,GC,HPLC,GC-MS)确定紫外光催化氧化或者电子束降解两类多溴联苯醚的中间产物。在4-溴联苯醚的降解过程中,主要分析了3种中间产物:联苯醚、对羟基联苯和邻羟基联苯。并推测了4-溴联苯醚主要的降解途径。在十溴联苯醚的降解过程中,主要分析了2种中间产物:联苯醚、八溴联苯醚。并推测了十溴联苯醚主要的降解途径。
【图文】：

示意图,紫外光照,示意图,石英管

验反应装置(主要由一组规格相同而且紫外透过的石英管组成)。另外，由于进行实验中会产生臭氧，因此在操作过程中还用到了通风橱。整个辐照设备以及实验装置的示意图由图2.3所示。在实验中用来产生紫外光照源是10根紫外灯管。进行紫外辐照处理的样品放在反应装置中进行实验，反应装置由一组规格相同而且紫外透过的石英管组成，这一组石英管共有1根，用来盛放样品。石英管的尺寸大小是根据紫外反应器的大小而制作的，这样保证了在进行紫外辐照时，样品对紫外光有较高的利用率。石英管装入样品后其高度不超过10cm。这样设计的主要目的有两个:一是由于紫外灯管的长度有限，一定高度的样品，使由紫外灯产生的活性粒子均匀地分布在整个样品中;另外由于是采用氮气或者空气饱和样品后光照，这就保证了水样中气体的饱和状态。

曲线,266nm激光,苯醚,乙醇水溶液

经266nln激光光解分别于激光脉冲结束后0.15娜、1哪和20娜一记录瞬态吸收谱。可以观察到30Onm和76Onln两处特征吸收峰，，其中300lun与760nm处衰减速率不同(图3.2B)。具有760nm波段瞬态吸收的是4一嗅联苯醚的溶剂化电子。 015Jo。。。。。。队一一一一 015usss 000IUSSS△△ 20USSS日}亘瓢山O‘门口‘~O明口< Wavelength1nm图3.2(A)氮气饱和下中性4一澳苯醚 (9.55x10一，mmol.dm一3)乙醇水溶液经266nm激光光解后在不同时间记录到的瞬态吸收谱;(B)分别在300nm和760nm记录到的瞬态吸收随时间变化的曲线 Figure3.2(A)TransientabsorPtjonsPeetraobtainedinlaserflashPhotolysisofCZHsOHandwater solutioncontaining9.55火xo一 2mmox·dm一 3BnE一 3reeo司 edatdi价 renttimebubbledws山 pureNZ for20min(B)TransientabsorptionsPeetraobtainedatdifferentwavelength.为进一步判断4一嗅联苯醚乙醇水溶液被266nm激光光解产生的中间态物质，在溶液体系中加入50~ol.dm一，的特丁醇并以氧化亚氮饱和，在0.15协S、5卜S和15抖s记录瞬态吸收谱如图3，3A所示，300nln和76Onm两处的瞬态吸收减小，760nln处衰减速率增加，如图3.3B
【学位授予单位】：上海大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：X132

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