羥基氧化鐵吸附和轉(zhuǎn)化氯酚類化合物及其機(jī)理.pdf

1、鐵氧化物尤其是羥基氧化鐵，廣泛存在于土壤、底泥沉積物以及水體中，其具有較大的比表面積以及較強(qiáng)的吸附和氧化還原能力，它與環(huán)境中的有機(jī)污染物之間可發(fā)生吸附、催化轉(zhuǎn)化以及氧化還原等反應(yīng)?，F(xiàn)代環(huán)境中，鐵氧化物表面的吸附和氧化轉(zhuǎn)化作用對土壤、沉積物和水體中一些重要的有機(jī)污染物的遷移和轉(zhuǎn)化起著十分重要的作用，它不但改變它們的存在形態(tài)，還改變它們的遷移性、毒性和生態(tài)效益，對環(huán)境地球化學(xué)有著十分重要的意義。氯酚類物質(zhì)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)活動中，也是工藝

2、過程中常見的副產(chǎn)物，它們具有高毒性，易生物積累性和強(qiáng)滯留性，屬于重要的優(yōu)先控制污染物需要加以控制。因此，本文概述了鐵氧化物的表面反應(yīng)性，其對環(huán)境中污染物質(zhì)的吸附和氧化轉(zhuǎn)化作用，介紹了鐵氧化物氧化有機(jī)物的反應(yīng)機(jī)制，分析了其對環(huán)境中污染物遷移轉(zhuǎn)化的影響。在此基礎(chǔ)上，本實驗主要研究了羥基氧化鐵對三種氯酚的吸附作用，氧化轉(zhuǎn)化作用及其反應(yīng)機(jī)理。論文的主要研究成果如下:
　　(1)兩種羥基氧化鐵(α-FeOOH和syn-FeOOH)對2，4，

3、6-TCP，2，4-DCP和4-CP的吸附作用的研究。結(jié)果表明，兩種羥基氧化鐵均能吸附一定量的三種氯酚，且在反應(yīng)4h左右吸附量達(dá)到最大值，α-FeOOH和syn-FeOOH對三種氯酚的吸附作用大小均為:4-CP＞2，4-DCP＞2，4，6-TCP。研究還發(fā)現(xiàn)syn-FeOOH的吸附作用略高于α-FeOOH。此外，pH對三種氯酚的吸附均有明顯影響且有相似的變化曲線，2，4，6-TCP的吸附量在pH4.5左右達(dá)到最大值，pH大于或小于4.5

4、吸附量均有所下降且在pH在堿性條件下下降明顯但在酸性條件下下降不明顯，當(dāng)pH大于8.5左右?guī)缀醪话l(fā)生吸附。然而對于2，4-DCP和4-CP，其最大吸附量均在pH6左右，且在兩端下降均很明顯，說明pH偏大或偏小溶液過酸或過堿均不利于羥基氧化鐵對這兩種氯酚的吸附。由此可見，2，4，6-TCP，2，4-DCP和4-CP三種氯酚的最佳吸附條件分別為pH4.5，6.0，6.0。
　　(2)兩種羥基氧化鐵（α-FeOOH和syn-FeOOH）

5、對2，4，6-TCP，2，4-DCP和4-CP的氧化轉(zhuǎn)化作用的研究。研究表明，羥基氧化鐵能夠有效地氧化轉(zhuǎn)化三種氯酚。α-FeOOH和syn-FeOOH對三種氯酚氧化轉(zhuǎn)化作用大小為:2，4，6-TCP＞2，4-DCP＞4-CP，且syn-FeOOH的氧化轉(zhuǎn)化作用低于α-FeOOH，這與上述吸附作用的結(jié)果恰好相反。pH對羥基氧化鐵轉(zhuǎn)化氯酚也有顯著影響，三種氯酚的隨pH變化的氧化轉(zhuǎn)化曲線與各自的吸附曲線相類似，2，4，6-TCP，2，4-DC

6、P和4-CP的最大氧化轉(zhuǎn)化量分別在pH4.5，pH6，pH4.5左右達(dá)到最大值。
　　(3)羥基氧化鐵氧化轉(zhuǎn)化三種氯酚的產(chǎn)物分析和機(jī)理研究。通過氣相質(zhì)譜檢測三種氯酚的反應(yīng)產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)氯代二聚體是每種氯酚主要的產(chǎn)物且此二聚體多為多氯代羥基聯(lián)苯醚類物質(zhì)(OH-PCDEs)。根據(jù)質(zhì)譜分析和產(chǎn)物鑒定結(jié)果，提出了羥基氧化鐵氧化轉(zhuǎn)化氯酚類物質(zhì)的可能機(jī)理及其降解途徑。
　　本實驗研究表明，自然界中廣泛存在于土壤、水體和沉積物中的鐵氧化物尤其