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邻苯二甲酸酯(phthalicacidesters,PAEs)是一类典型的持久性有机污染物,被广泛应用于塑料制品、涂料等生产领域中。这类物质进入环境后易于在生物体内积累,从而导致生物体突变,对人类的健康是一个巨大的威胁。其中,部分PAEs具有内分泌干扰效应。因此,开展对水中邻苯二甲酸酯类物质的治理和研究有直接的现实和环境意义。
本文选取邻苯二甲酸酯类污染物中具有代表性的邻苯二甲酸二丁酯(dibutylphthalate,DBP)为主要研究对象,采用两种光催化方法对其进行降解。探讨了光催化降解过程的主要影响因素、光催化降解规律和光催化降解机理等方面的问题。本研究的主要工作内容有:
(1)采用TiO2/Fenton试剂联用技术光催化降解水中邻苯二甲酸酯类污染物。探讨了DBP初始浓度、pH值、H2O2/Fe2+浓度、催化剂投加量等因素对降解效率的影响;同时对光催化Fenton体系的降解过程进行初步探讨,利用GC/MS分析手段,检测降解过程的中间产物,推测降解机理。结果表明:在常温反应下,H2O2的投加量为0.3mL,FeSO4-7H2O的浓度为1.0mmol/L,PH值为6.5,TiO2的投加量为0.05g时,经过60min的降解,200mL浓度为10mg/L的DBP去除率可以达到88.6%。经过GC/MS的分析,测得DBP降解的主要中间产物有邻苯二甲酸单酯、邻苯二甲酸二乙酯、苯甲酸单酯、邻羟基苯甲酸酯、苯甲酸等。
(2)为了提高TiO2光催化剂的选择性,将分子印迹技术与光催化技术相结合,选取邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为目标污染物,纳米TiO2为载体,成功制备了能实现DBP高效高选择性快速降解的复合型光催化剂(MIP-TiO2),并通过吸附试验及光催化降解试验考察了其对DBP的吸附选择性能和优先降解的性能,并通过GC-MS分析研究了光催化降解过程的可能降解途径;MIP-TiO2光催化剂在降解DBP单一组分以及多组分共存体系时,与未改性纳米TiO2光催化剂相比,MIP-TiO2光催化剂在对DBP的降解效果和选择性方面都明显优于未改性TiO2光催化剂,并且不受溶液酸碱度的影响;通过多次重复实验,MIP-TiO2光催化剂的活性没有明显的降低,表明MIP-TiO2光催化剂具有很好的光化学稳定性和重复使用能力;此外实验结果也表明MIP-TiO2光催化剂并不会因为分子印迹层的引入而改变有机污染物的降解历程。