有毒有機污染物在水-載O-,3-有機溶劑體系氧化降解行為與機制研究.pdf

1、本研究以全氟萘烷作為載O3有機溶劑,構建新型水/全氟萘烷兩相臭氧氧化體系和臭氧/水/全氟萘烷三相臭氧氧化體系。以低濃度有毒有機物(對氯硝基苯、2,4-二氯苯氧乙酸和硝基苯)為研究對象,考察了臭氧、對氯硝基苯、2,4-二氯苯氧乙酸在水/全氟萘烷兩相體系中的分配行為,探索對氯硝基苯和2,4-二氯苯氧乙酸在水/全氟萘烷兩相臭氧氧化體系中降解行為,考察了初始水質條件(pH、初始濃度、攪拌速度等)、反應時間、羥基自由基抑制劑(HCO3-、叔丁醇)

2、、全氟萘烷重復利用等因素對目標有毒有機物在兩相體系中臭氧氧化降解行為的影響;初步探索了硝基苯在新型臭氧/水/全氟萘烷三相臭氧氧化體系中的分配和氧化降解行為與機理。主要研究結果與結論如下:
　　 (1)臭氧在全氟萘烷中溶解度大約是水中的15倍,2h后臭氧在全氟萘烷中濃度是初始飽和濃度的58.07％;臭氧在全氟萘烷中有著比較好的穩(wěn)定性,其一級反應動力學速率常數(shù)為0.0035min-1。在水/載O3全氟萘烷兩相體系中,pH值對臭氧穩(wěn)定

3、性有顯著影響,隨著pH值的增加,臭氧在兩相中的濃度也逐漸下降;水相中自由基抑制劑的存在,有利于提高臭氧在水/載O3全氟萘烷兩相中的穩(wěn)定性;
　　 (2)對于在水/載O3全氟萘烷兩相體系中分配系數(shù)較高的化合物對氯硝基苯(KD=3.12),隨著水/載O3全氟萘烷兩相體系中水相pH值的增大,對氯硝基苯的去除效率也隨之增加,并且在相同pH值下,對氯硝基苯在水/載O3全氟萘烷兩相體系的去除效果大于常規(guī)臭氧/水兩相體系;在酸性條件下,對氯硝

4、基苯在水/載O3全氟萘烷兩相體系中氧化降解主要發(fā)生在全氟萘烷中,通過直接臭氧氧化反應為主;兩相體系降解對氯硝基苯消耗遠小于常規(guī)臭氧/水兩相體系,表明臭氧在全氟萘烷中較高的穩(wěn)定性可提高臭氧的氧化效率以及更加節(jié)能;隨著初始全氟萘烷載O3量與對氯硝基苯摩爾比的增加,對氯硝基苯總去除率明顯增加;自由基抑制劑(碳酸氫鈉,叔丁醇)的存在對兩相體系降解對氯硝基苯的影響不顯著,表明兩相體系具有較好的氧化選擇性;
　　 (3)對于在水/載O3全氟

5、萘烷兩相體系中分配系數(shù)較低的化合物2,4-二氯苯氧乙酸(KD=0.33),氧化反應主要通過臭氧從全氟萘烷遷移進入水相分解產(chǎn)生的羥基自由基來完成,反應主要發(fā)生在兩相體系的液/液兩相界面中,此時全氟萘烷只是作為臭氧的儲存媒介;隨著水相pH值、初始全氟萘烷載O3量與有機物摩爾比的增加,對2,4-二氯苯氧乙酸去除率明顯增加;自由基抑制劑(碳酸氫鈉,叔丁醇)的存在對兩相體系中2,4-二氯苯氧乙酸的降解影響不顯著;與常規(guī)臭氧/水兩相體系相比,水/載