水溶液中邻苯二甲酸酯的氧化降解机理研究

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邻苯二甲酸醋类(Phthalicacidesters, PAEs)塑化剂已被广泛用于各行各业,其环境风险已引起人们高度关注。环境中PAEs的内分泌干扰效应及其降解技术等为目前专家学者研究的热点,但其降解机理研究还较为薄弱。随着PAEs不断进入水体环境,传统工艺很难将其去除。为减少其潜在风险,深入开展水溶液中PAEs降解技术探索及机理研究显得非常重要。论文采用紫外光和过硫酸氢钾(Potassiumperoxymonosulfate,PMS)联用以及臭氧氧化的方法,对水体中的邻苯二甲酸异辛酯(Di(2-ethylhexyl)Phthalate,DEHP)降解效果及机理进行探讨。主要成果有:(1) UV/PMS体系降解DEHP的影响因素研究研究考察了 PMS、DEHP浓度、温度、pH值、环境中集中常见离子和腐殖酸对DEHP降解速率的影响。结果表明,①PMS与DEHP配比越高,降解速率常数越高,但DEHP浓度过高时会抑制反应速率;②加热能加快降解速率,并且是UV/PMS体系中一个重要的影响因素;③在不同pH条件下,酸性条件更适合UV/PMS降解DEHP;④环境中常见的Fe2+、Co2+、NO3-、HCO3-和腐殖酸对UV/PMS降解DEHP也有影响,除了腐殖酸对反应有抑制作用,其他离子都能够加快降解速率。(2)臭氧降解水中DEHP的影响因素研究研究考察了温度、pH值对降解速率的影响,结果表明,①温度升高能够加速臭氧降解DEHP的速率;②在pH为11时,速率常数kapp达到最高值0.011 min-1,即碱性条件更适合臭氧降解DEHP。(3) DEHP降解过程机制及机理研究研究首先对DEHP降解过程中的中间产物进行鉴别,确定其质荷比,然后高斯计算,推测DEHP的降解机理。结果表明,①UV/PMS降解DEHP过程中,共存在7个中间产物,3种降解路径,UV/PMS通过HO-自由基攻击和直接氧化结合的过程,在HO-和SO4·-共同作用下,HO-会加成在DEHP分子的苯环上。②臭氧降解DEHP的过程中,存在4个中间产物,2种降解路径;其主要降解机理也是通过自由基攻击DEHP和直接氧化的两种方式的结合,但在臭氧体系中,只有HO’攻击DEHP分子上的苯环,没有发生加成反应。
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