有毒有機(jī)污染物在水-載O-,3-有機(jī)溶劑體系氧化降解行為與機(jī)制研究.pdf

1、本研究以全氟萘烷作為載O3有機(jī)溶劑,構(gòu)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(jī)物(對(duì)氯硝基苯、2,4-二氯苯氧乙酸和硝基苯)為研究對(duì)象,考察了臭氧、對(duì)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(duì)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(zhì)條件(pH、初始濃度、攪拌速度等)、反應(yīng)時(shí)間、羥基自由基抑制劑(HCO3-、叔丁醇)

2、、全氟萘烷重復(fù)利用等因素對(duì)目標(biāo)有毒有機(jī)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(jī)理。主要研究結(jié)果與結(jié)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(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)氯硝基苯的去除效率也隨之增加,并且在相同pH值下,對(duì)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(duì)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(yīng)為主;兩相體系降解對(duì)氯硝基苯消耗遠(yuǎn)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(duì)氯硝基苯摩爾比的增加,對(duì)氯硝基苯總?cè)コ拭黠@增加;自由基抑制劑(碳酸氫鈉,叔丁醇)的存在對(duì)兩相體系降解對(duì)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(duì)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(yīng)主要通過臭氧從全氟萘烷遷移進(jìn)入水相分解產(chǎn)生的羥基自由基來完成,反應(yīng)主要發(fā)生在兩相體系的液/液兩相界面中,此時(shí)全氟萘烷只是作為臭氧的儲(chǔ)存媒介;隨著水相pH值、初始全氟萘烷載O3量與有機(jī)物摩爾比的增加,對(duì)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(duì)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