基于纳米FeTiO3催化作用的羟基自由基和硫酸根自由基氧化磷酸三氯丙酯(TCPP)研究

来源 :南京师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:teruiandi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
有机磷酸酯(OPEs),作为最主要的一类有机磷系阻燃剂(OPFR),被广泛运用于化工,纺织,电子,建材等行业,并随着应用和处理一同被投入到环境中。氯代烷基有机磷酸酯(Cl-OPEs)具有潜在的致癌效应和较强的生物富集能力,环境中的氯代有机磷酸酯可通过食物链富集作用对人体健康构成威胁。此外,Cl-OPEs是一种难降解有机污染物,难以被现有污水处理工艺有效去除。因此,亟需开发绿色、高效的Cl-OPEs去除新方法。Fe Ti O3是一种广泛存在于红壤中的铁矿物,由于其中含有二价的铁,有作为优异的H2O2和过硫酸盐活化剂的潜能,可用于难降解有机物的去除。因此,本文首先优化制备了催化活性更高的纳米Fe Ti O3,表征其表面形貌、晶相结构和光化学性质,研究其对H2O2和过硫酸盐的活化性能,探讨基于Fe Ti O3的类Fenton降解和紫外光协同过硫酸盐氧化降解磷酸三氯丙酯(TCPP)效能,并且分析TCPP降解的中间产物、机理,以及降解前后急性毒性的变化,评估降解效果。主要研究结果如下:(1)对比研究了红壤、Fe2O3以及Fe Ti O3分别活化H2O2和过硫酸盐时TCPP的去除效果,结果显示:红壤对TCPP的降解基本没有促进作用,Fe2O3仅可实现较低的降解效率,而Fe Ti O3在两种体系中的降解效果均为最佳,均可实现50.0%左右的降解率,尤其能够有效的激活过硫酸盐,促进TCPP的降解。利用溶胶-凝胶法,并使用CTAB为表面活性剂进行改性,制备出纳米级的Fe Ti O3材料。通过XRD、SEM、FT-IR等各种表征手段对所制备的Fe Ti O3纳米材料进行定性分析,证实了制备方法的可行性,且得到的Fe Ti O3结晶度较高,分布均匀,形状规整,对200~300 nm范围的光能够有效吸收。(2)基于Fe Ti O3的类Fenton体系可有效降解TCPP、TCEP和TDCP,且降解反应均符合准一级动力学方程。研究进一步考察了Fe Ti O3投加量、H2O2的浓度以及不同p H等因素对类Fenton反应体系降解TCPP的影响,并优化最佳反应条件,结果表明:TCPP的降解效率在0~2.0 g/L的范围内随着Fe Ti O3投药量的增加而增加;30%H2O2在0~2.0 m L投加量范围内,TCPP的降解效率与H2O2投加量成正比;溶液初始p H值范围为3.0~11.0之间时,TCPP的降解效率随p H值的升高而降低,在最优条件下TCPP降解率可达67.1%。羟基自由基(·OH)淬灭实验显示,基于Fe Ti O3类Fenton法降解TCPP中主要活性物质是·OH。(3)在Fe Ti O3、UV和PS两两组合的体系中,TCPP在240 min内的降解率仅在10%~30%;而在Fe Ti O3、UV和PS三者共存的体系中,降解效果显著提升,240 min内降解率可达80%左右,这说明Fe Ti O3和UV发生协同作用提高体系的氧化能力,且Fe Ti O3-UV/PS反应体系同样也可有效降解TCEP和TDCP。通过考察Fe Ti O3-UV/PS反应体系降解TCPP的影响因素及动力学,鉴定反应体系的活性物种,分析降解产物和路径,以及降解前后体系的毒性变化,得出:在其他条件一定的情况下,Fe Ti O3的投加量越大,降解速率越快;降解过程中存在PS浓度的阈值,PS浓度过大时会消耗自由基,降低自由基产率,进而影响TCPP的降解速率;酸性环境更有利于TCPP的降解,碱性环境中会受到抑制。在自由基验证实验中,分别在Fe Ti O3-UV/PS体系中加入Et OH和TBA后TCPP几乎没有降解,推定体系中生成的自由基被Et OH和TBA捕捉并消耗。通过EPR可直接检测出体系中存在的自由基,发现·SO4-和·OH在体系中共同起决定性作用。离子色谱法和GC-MS检测TCPP降解产物发现降解反应产生Cl-、PO43-和SO42-的离子产物和C6H15O3P等有机产物,根据前沿分子轨道理论,推测出可能的3种降解途径:烷基的脱氯、脱烷基和进一步氧化及矿化生成二氧化碳、水、氯离子和磷酸盐。采用发光菌抑制实验研究了TCPP降解过程溶液的急性毒性变化,发现由于含氯中间产物的存在,增强了反应液的毒性效应。
其他文献
探讨桉树枝条生物炭及其不同施用量对桂北桉树人工林土壤氮组分及微生物学特性的影响,为桉树人工林林业废弃物资源的合理利用以及土壤改良提供科学依据。本研究以广西北部黄
本课题以香茅精油为植物源抑菌剂,以多孔淀粉及包衣液为原料制备精油微胶囊,同时结合保鲜吸水衬垫设计开发出新型绿色安全的植物精油抑菌技术并应用于冷鲜牛肉的保鲜包装中,
本试验将断奶羔羊作为试验对象,通过在饲粮中添加不同剂量的丁酸梭菌,探讨其对羔羊生长性能、血清生化指标、抗氧化能力、免疫功能、胰腺消化酶活性、瘤胃发酵参数、肠道菌群的影响。选取15只3月龄且体重相近的羔羊,随机分成3组,即对照组、低剂量丁酸梭菌组、高剂量丁酸梭菌组,每组5只,饲喂4周。结果显示:1、试验第4周,与对照组相比,高剂量丁酸梭菌组平均日增重显著升高(P<0.05),平均日精料采食量显
研究目的1.探讨多环芳烃内暴露与外周血白细胞线粒体损伤的剂量-反应关系,估算多环芳烃尿代谢物的基准剂量。2.探讨miRNAs基因多态性对多环芳烃暴露人群外周血白细胞线粒体损
滑动电接触材料被广泛应用于交通、电力、通信、计算机、测量、控制等行业和领域,机电系统的微型化与高精度发展要求滑动电接触材料具有良好的导电性与优异的润滑性。当器件
干气密封正常运行时,端面相互脱离,界面处于气体润滑状态。在启、停阶段和波动工况的条件下,由于转速较低,界面间动压效应不足,密封环端面相互接触,界面处于干摩擦状态,这样
从古至今,民生问题与人民生活幸福息息相关,历来是执政者所关注的问题,中国共产党十分关心民生建设。毛泽东作为中国共产党第一代核心领导人,始终坚持为人民服务的宗旨,致力于解决民生问题。毛泽东民生思想始终坚持以人民群众为核心,以马克思列宁主义为理论支撑,在汲取中国优秀传统民生思想的基础上,结合自身在中国长期革命建设中的实践,不断孕育而生,形成了完整的民生思想体系。毛泽东民生思想的形成与他个人的成长经历和
21世纪以来,中国面临着日益严重的老龄化问题。为解决老年人口增加、缓解老龄化加剧趋势、应对家庭规模小社会养老服务滞后等突出问题,政府开始推进居家养老服务工作。首先,本研究采用文献研究法、理论分析法、比较研究法、社会调查法等研究方法,通过理论研究与实证分析,结合定性分析的研究规范,运用多中心治理理论,结合福利多元主义理论、参考公共物品理论,科学界定“居家养老服务多中心治理模式”内涵。居家养老服务多中
绩效考核结果的准确性直接关系着组织中人力资源决策的有效性,因此相关主题一直是绩效管理研究关注的焦点。除指标设计不合理等客观原因和无意识偏差外,管理者实施绩效考核政
当前,中国特色社会主义进入了新时代,海南也肩负着全面深化改革开放的重大使命,正在加快建设全岛自由贸易试验区,探索建设中国特色自由贸易港,三十而立的海南再次迎来重大历史机遇,这对海南各级干部的工作能力、担当精神提出了新的更高的要求。但不可否认的是,目前海南各地还不同程度存在着“为官不为”的现象,干部的能力和担当精神还不能与建设自贸区(港)的要求相适应,值得我们加以深入研究。本文利用文献研究法、问卷分