高錳酸鉀氧化水中典型二級(jí)芳香胺類(lèi)污染物動(dòng)力學(xué)與機(jī)理.pdf

1、近幾年來(lái),以雙氯芬酸(DCF)和二苯胺(DPA)為代表的二級(jí)芳香胺類(lèi)污染物在許多國(guó)家的地表水、地下水和污水中都被頻繁檢出。DCF和DPA具有很強(qiáng)的生物毒性,且經(jīng)消毒后容易轉(zhuǎn)變成具有強(qiáng)致癌性的含氮副產(chǎn)物?；瘜W(xué)氧化和高級(jí)氧化能夠有效地降解去除這類(lèi)二級(jí)芳香胺類(lèi)污染物,包括臭氧、二氧化氯、過(guò)氧化氫、高鐵和光催化氧化等手段,而有關(guān)高錳酸鉀(KMnO4)的研究還比較少。KMnO4具有較強(qiáng)的氧化能力,且氧化過(guò)程中不易產(chǎn)生有毒有害的副產(chǎn)物,更兼具價(jià)格低

2、廉、儲(chǔ)存運(yùn)輸方便等特點(diǎn)。因此,本論文主要研究KMnO4氧化降解DCF和DPA的動(dòng)力學(xué)規(guī)律及機(jī)理,并考察水中常見(jiàn)陽(yáng)離子和絡(luò)合劑對(duì)該氧化反應(yīng)的影響。
　　KMnO4能夠較有效地氧化降解DCF和DPA及其結(jié)構(gòu)相似有機(jī)物(2,6-二氯二苯胺(DCDPA)和N-苯基鄰氨基苯甲酸(NPAA)),反應(yīng)遵循二階速率定律,在T=25±0.2℃且pH=7.0條件下得到二級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)k2分別為1.5、4655.2、30.4、37.0M-1s-1。KM

3、nO4氧化降解DPA的速率明顯高于其它三種二級(jí)芳香胺類(lèi)有機(jī)物,這是由于氯取代基和羧基取代基具有吸電子作用,使得苯環(huán)上電子云密度降低進(jìn)而難以被KMnO4氧化。KMnO4氧化降解二級(jí)芳香胺類(lèi)化合物過(guò)程中存在自催化現(xiàn)象,即反應(yīng)過(guò)程中原位生成的錳氧化物(MnOx)表現(xiàn)出催化KMnO4氧化降解有機(jī)物的效果。
　　環(huán)境中常見(jiàn)的陽(yáng)離子(Ca2+、Mg2+)和絡(luò)合劑(焦磷酸、氨三乙酸、EDTA)對(duì)KMnO4氧化降解二級(jí)芳香胺類(lèi)有機(jī)物具有明顯的抑制

4、作用。Ca2+和Mg2+使反應(yīng)體系中生成的MnOx凝聚,減弱了其表面吸附有機(jī)物的能力,從而抑制了KMnO4氧化降解有機(jī)物的效能。絡(luò)合劑能夠與中間價(jià)態(tài)錳發(fā)生配位作用,抑制中間價(jià)態(tài)錳通過(guò)歧化反應(yīng)生成錳氧化物,故而也表現(xiàn)出抑制效果。絡(luò)合劑的抑制能力受反應(yīng)溶液pH值、絡(luò)合劑的種類(lèi)及濃度等多種因素的影響。
　　利用LC-MS/MS分析手段,在負(fù)電模式ESI源檢測(cè)條件下檢出DCF的7種主要氧化產(chǎn)物,在正電模式ESI源條件下檢測(cè)出一種主要產(chǎn)物—