臭氧氧化降解多種有機污染物的研究.pdf

1、難降解有機污染物一直是環(huán)境工程領(lǐng)域的難點,其高級氧化方法的研究是熱點。本文采用臭氧(O3)氧化法研究了硝基苯,苯胺,1,10-菲啰啉等41種有機物,主要研究了O3氧化降解物質(zhì)色度和TOC的降解率、降解速率(即一級反應(yīng)動力學(xué)常數(shù))、O3氧化有機物的反應(yīng)機理和路徑以及35種物質(zhì)色度降解速率常數(shù)和40種物質(zhì)TOC去除速率常數(shù)與分子結(jié)構(gòu)相關(guān)的量子化學(xué)參數(shù)之間的關(guān)系。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、圃谶B續(xù)通入1h24mg·L-1·min-1O3

2、后,O3對有機物色度具有明顯的去除效果,除個別物質(zhì)外,在pH為4、7和10的條件下,反應(yīng)1h后其去除率基本介于80-100％之間;而O3對有機物TOC的去除效果,除個別物質(zhì)外,在三個pH條件下,反應(yīng)1h后,其去除率基本小于50%;無論是色度還是 TOC,大部分有機物均是在堿性條件下具有良好的去除效果;初始反應(yīng)過程符合一級動力學(xué)反應(yīng),并通過計算得出了一級反應(yīng)動力學(xué)常數(shù)。
　?、品治隽藙恿W(xué)常數(shù)與量子化學(xué)參數(shù)之間的關(guān)系。采用國際上比較

3、通用的量子化學(xué)計算軟件Gaussian系列中的Gaussian09/DFT/B3LYP/6-311g(d,p)基組進(jìn)行了量子化學(xué)計算,共得到了17個量子化學(xué)參數(shù),分別是EB3LYP、μ、q(C-)min、ELUMO、EHUMO、鍵級(C-C)min、鍵級(C-C)max、q(H+)、q(C-H+)max、q(C-H+)min、q(C-)max、Fukui(+)max、Fukui(+)min、Fukui(-)max、Fukui(-)min

4、、Fukui(0)max和Fukui(0)min。研究了物質(zhì)色度和TOC去除速率常數(shù)與17個量子化學(xué)參數(shù)的關(guān)系,結(jié)果表明:在酸性和中性條件下與物質(zhì)色度去除率相關(guān)性比較大的量子化學(xué)參數(shù)是Fukui指數(shù)、μ和鍵級(C-C)min,而在堿性條件下卻不同, Fukui指數(shù)不再是影響分子速率的最重要的因素,而 C-C鍵級最小值和偶極矩依然是對去除率有顯著的影響;與物質(zhì)色度去除率和量子化學(xué)參數(shù)相關(guān)性不同的是,在酸性、中性和堿性條件下,影響TOC去除

5、率的量子化學(xué)參數(shù)基本相同,q(C-H+)min、ELUMO和Fukui(+)max是影響物質(zhì)TOC去除的重要因素,沒有發(fā)現(xiàn)堿性條件下與在酸中性條件下的明顯區(qū)別。
　?、菍τ袡C物的O3氧化機理和反應(yīng)路徑進(jìn)行了探討。有機物中間產(chǎn)物的測定采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)方法,其前處理是有機物飽和溶液通入 O35-10min后,采用固相萃取法提取中間產(chǎn)物,共對比測定了硝基苯、苯胺、鄰硝基苯胺和2,6-二硝基甲苯四種物質(zhì)的中間產(chǎn)物。分析