表面活性剂强化PAC-Pd/Fe纳米颗粒降解四溴双酚A的研究

Pd/Fe纳米材料对卤代有机污染物有较强的降解能力,但四溴双酚A的强疏水性会阻碍污染物与Pd/Fe的有效接触.为促进四溴双酚A的降解,考察了不同表面活性剂对PAC-Pd/Fe纳米颗粒降解四溴双酚A的影响,结果表明:少量阴离子表面活性剂SDS对四溴双酚A的降解有明显的促进作用,反应速率可提高1.7～2.5倍;非离子表面活性剂TX-100对四溴双酚A降解的促进效果不明显,当其质量浓度超过临界胶束浓度时,甚至表现出抑制作用;阳离子表面活性剂CTAB对四溴双酚A的降解起抑制作用,且质量浓度越大,其抑制效果越明显; PAC-Pd/Fe纳米颗粒对四溴双酚A的降解是连续脱溴反应,四溴双酚A和其中间产物三溴双酚A、二溴双酚A和一溴双酚A的表观降解速率常数分别为0.466 2、0.435 6、0.338 0和0.271 1 min^-1,与苯环上溴原子的数目成正比.     

一溴一氯硝基甲烷的紫外光降解

为了研究一溴一氯硝基甲烷(BCNM)在紫外光条件下的降解规律,实验考察了紫外光照强度、初始浓度、pH、自由氯浓度和溴离子浓度对BCNM光降解的影响.实验结果表明:BCNM的光降解率随紫外光照强度、pH的增大而上升,随BCNM初始浓度的增大而下降;当反应溶液中加入自由氯和溴离子时,BCNM的光降解率随加入浓度的增大而上升;当加入自由氯时,BCNM在光降解的同时会有一溴二氯硝基甲烷(BDCNM)、二氯硝基甲烷(DCNM)、一氯硝基甲烷(CNM)、三氯硝基甲烷(TCNM)和一溴硝基甲烷(BNM)生成,且生成量随反应时间先升后降,其峰值随自由氯浓度的增大而增大.BCNM初始质量浓度在0～600μg/L范围内时,其紫外光降解符合准一级反应动力学方程.此研究可为在饮用水和污水消毒过程中控制BCNM的生成提供帮助.     

超声空化氧化过程中溴酸根的生成规律

研究了溴离子(Br~-)存在条件下,超声空化氧化过程中溴酸根(BrO_3~-)的生成机理及反应条件对其生成的影响。结果发现:超声过程中BrO_3~-的生成机理符合羟基自由基(·OH)氧化途径。BrO_3~-生成量随溴离子初始浓度的增加而增加,而溴离子转化率却随溴离子初始浓度的增加而减小。BrO_3~-的生成量随超声频率变化的大小关系为400600800200kHz,存在最大的生成频率。超声声能密度从0.06 W/mL增大为0.19 W/mL时,溴酸根生成量先增大后减小。酸性条件下BrO_3~-的生成量较大,而碱性条件下BrO_3~-的生成量较小。     

臭氧氧化水中新型污染物三氯蔗糖的机理分析

为了探究新型污染物三氯蔗糖(SUC)的有效去除方法,考察了连续臭氧对水中SUC的降解效果,分析了臭氧通量、SUC初始浓度、初始p H值、温度和共存阴离子等因素对降解效果的影响,并通过产物鉴定推测了SUC的降解路径.结果表明:臭氧氧化工艺能高效去除SUC,中性条件下羟基自由基(HO·)间接氧化作用大于臭氧直接氧化.SUC降解过程均符合拟一级动力学反应方程特征,反应速率常数均随臭氧通量、p H值和温度的升高而增大;SUC的初始浓度高将降低降解效果,水中常见阴离子抑制SUC降解的顺序为CO_3~(2-)HCO_3~-Br~-Cl~-.利用幂指数型经验模型得到了臭氧降解SUC的动力学模型,臭氧氧化过程经LC/MS鉴定有4种中间产物,降解路径可能为糖苷键的断裂和HO·的取代反应.     

Fenton降解活性黑5的褪色动力学研究

利用在线分光光度法对Fenton试剂降解活性黑5模拟废水进行褪色行为研究,考察了FeSO4初始浓度、H2O2初始浓度、pH值、反应温度等因素对活性黑5褪色过程的影响规律.结果表明,Fenton氧化过程分为两个拟一级动力学过程,反应前期褪色速率常数(k1)和反应后期褪色速率常数(k2)相差约5倍.增大Fe2+的初始浓度和体系温度能够增加k1和去除率,且k1与Fe2+初始浓度线性相关,反应活化能为3.451 kJ/mol;H2O2初始浓度和pH值存在最佳值,分别为2.118 mmol/L和3.     

制取四溴双酚A的新方法

提出了在H2O2存在下,以双酚A、溴化钠及盐酸为原料制备四溴双酚A的新方法,讨论了加料温度、H2O2用量、投料顺序及时间等工艺条件对制取四溴双酚A产率的影响. 在选定的实验条件下制取四溴双酚A的产率可达96.5%.     

四溴双酚A和甲状腺素运载蛋白复合物的电喷雾质谱研究

为阐明四溴双酚A(TBBPA)的内分泌干扰机制,构建了电喷雾质谱法研究四溴双酚A和甲状腺素运载蛋白(TTR)的相互作用,考察了电喷雾离子源条件对TTR蛋白和TTR蛋白质复合物多电荷峰的影响,证明了电喷雾质谱是研究蛋白质多聚体和蛋白质复合物的有力工具.结果表明:在温和的电喷雾电离条件下,四溴双酚A和TTR蛋白可形成稳定的摩尔比为1︰1和2︰1复合物,影响TTR蛋白和天然底物甲状腺素(T4)的结合,干扰甲状腺素在生物体内的正常运输和生理功能.     

铬渣NaCl浸出动力学

通过研究铬渣NaCl浸出过程中Cr(Ⅵ)浓度随时间的变化,建立该反应的动力学方程,确定初始pH值、振荡速度对反应速率常数的影响,并计算相应的反应表观活化能。结果表明,铬渣NaCl浸出过程为0.26级反应,反应速率常数为3.38×10-7 mol/(L.s);pH值和振荡速度增大,反应速率常数不断增大,CaCrO4溶解率增加,溶解速率加快;该反应的表观活化能为34.24 kJ/mol,Cr(Ⅵ)浸出速率受温度影响较大。     

布洛芬固定膜TiO2光催化降解特性研究

采用小型光催化反应装置,以溶胶-凝胶法负载于玻璃纤维网上的固定膜TiO2为催化剂对布洛芬(IBP)进行光催化降解,分析了吸附、光解、IBP初始浓度、溶液初始pH和投加H2O2剂量对TiO2催化剂降解布洛芬的影响,并考察了IBP的矿化过程,对IBP降解中间产物进行定性分析.结果表明:吸附作用和在UV365下光解作用对降解布洛芬的影响不明显;IBP在较低浓度范围内,其降解呈伪一级反应,反应速率常数随初始浓度增大而减小;随着溶液初始pH的增大,IBP的光催化降解速率逐渐降低;H2O2投加剂量对IBP光催化降解影响显著,这是IBP在水中存在状态和TiO2界面电荷性质受到pH影响所致,为提高光催化降解布洛芬速率,较适宜的H2O2投加剂量为2.5 mg/L左右.光催化对IBP有较好的矿化作用.LC-MS分析表明,·OH攻击作用是IBP光催化降解的基本途径.     

天然沸石对阳离子染料中性红的吸附及机理研究

研究了天然沸石对中性红的吸附及其作用机理,考察了吸附剂用量、pH值、盐浓度、振荡时间、中性红初始质量浓度、温度等因素对沸石吸附中性红的影响.结果表明,吸附量随着吸附剂用量的增加而减少,但随着溶液pH值的增大、温度的升高以及盐浓度的降低而增加;吸附过程符合Langmuir吸附等温式.温度从288 K升高到308 K,中性红的饱和吸附量从14.79 mg/g升高到31.78mg/g.利用准二级动力学方程及粒子内扩散方程检验了吸附过程的动力学性质,结果表明,其吸附过程的速率控制步骤为膜扩散控制,并随溶液初始质量浓度的增加准二级速率常数降低,面内扩散速率常数增加.     

固定化胶质红环菌降解吡啶的研究

用聚集～交联法固定化胶质红环菌,并在微氧、厌氧条件下,对其降解吡啶的动力学进行研究。实验结果表明：在微氧、厌氧条件下,未驯化的固定化胶质红环菌,在吡啶浓度为100mg/L时,降解动力学方程均遵循零级反应,微氧条件下降解速率常数大于厌氧条件下降解速率常数,该菌适于在微氧条件下降解吡啶。固定化胶质红环菌经驯化后,在微氧条件下,吡啶浓度为50mg／L、100mg／L、200mg／L、300mg／L和500mg／L时,降解动力学方程仍然遵循零级反应,吡啶初始浓度为50～200mg／L时,降解速率常数随着吡啶初始浓度增大而增大;吡啶初始浓度为300～500mg／L时,降解速率常数随着吡啶初始浓度增大而减小。固定化胶质红环菌在微氧条件下,可将吡啶中的氮大部分转化为氨氮。     

全氧煤粉低氧浓度燃烧动力学参数的热重实验

利用热重分析仪研究了四种煤粉在低氧惰性气氛(即O2/CO2)下的着火特性、燃尽特性.实验在O2体积分数为7.5%~20%,升温速率20℃·min-1条件下进行.通过对Arrhenius和Coats Redfern方程进行最小二乘法的二元一次线性回归,求得煤粉在不同低氧浓度下的动力学参数.结果表明:随着O2体积分数降低,着火温度基本不变,燃尽温度增大;活化能、指前因子和反应级数都随着O2体积分数降低而不同程度地减小;活化能和指前因子之间存在补偿效应,计算可得等动力学温度和反应速率常数;当O2体积分数小于12.5%,随O2体积分数减小,煤粉的反应速率常数随反应温度增大而增大的趋势越来越平缓.     

重金属和溴代阻燃剂复合污染对小白菜的生物效应

土壤重金属和有机污染物复合污染是当前面临的重要环境问题.采集野外老化多年的污染土壤,利用室内盆栽实验,研究了重金属(Cd,Cu)和溴代阻燃剂(四溴双酚A、十溴联苯醚)单一及复合污染对小白菜的毒性效应.结果表明,单一重金属Cd和Cu胁迫下,小白菜生物量分别显著降低了约9.2%和9.0%,叶绿素含量下降,且诱导产生超氧自由基并引起脂质过氧化.单一四溴双酚A和十溴联苯醚未对小白菜产生显著的毒性效应.与单一重金属污染相比,四溴双酚A和Cd,Cu复合污染后,抑制了Cd和Cu在小白菜茎叶中的累积,叶片中重金属的富集系数分别降低25.5%和15.9%,生物量增加9.3%和14.6%,叶绿素含量上升,MDA(malondialdehyde)降低,四溴双酚A和重金属Cd,Cu产生拮抗效应;而十溴联苯醚对重金属植物体内富集、植物生长等无显著影响,但减弱了重金属导致的脂质过氧化.     

聚四氟乙烯非等温结晶动力学研究

用差示扫描量热法(DSC)研究了一系列低分子量聚四(?)乙烯(PTFE)的非等温结晶过程,并以A.Jeziorny方法为基础,对其DSC降温结晶曲线进行处理.结果表明,PTFE的开始结晶温度T_0、结晶结束温度T_e.结晶峰温T_D和外推起始结晶温度T_c均随分子量的减小而降低,结晶热△H则随之增大。Avrami指数接近于2,非等温结晶速率常数Z。随分子量减小而减小,动力学结晶能力G_c和最大结晶速率常数K则随分子量的减小而增大。本文以高聚物分子链段运动理论和结晶速率理论为根据,结合PTFE的结构特征以及非等温结晶动力学各参数的表征的物理意义分析解释了上述实验结果。     

环碳酸酯模型化合物与胺反应的动力学

以聚乙二醇单甲醚(mPEG)、丁二酸酐以及碳酸甘油酯为原料,合成了端基为五元环碳酸酯的聚乙二醇功能性大单体(mPEG-GC);以mPEG-GC为碳酸酯模型化合物,研究了碳酸酯与不同类型的胺在不同温度下反应的速率常数及其动力学活化能。结果表明:碳酸酯的转化率随时间、反应物配比、反应温度增大而增大,随反应物浓度的增大先增加后减少;正庚胺与mPEG-GC反应的活化能最低(Ea=5.63kJ/mol);在相同温度下,环己胺与碳酸酯反应的反应速率常数大于2-氨基庚烷与碳酸酯反应体系的速率常数。     

UV/H_2O_2作用下冰中苯酚的光转化及其与羟基自由基的关系

在UV和H2O2作用下考察pH值、光强、H2O2初始浓度和无机离子等对冰中苯酚光解的影响,并利用二甲基亚砜(DMSO)捕获体系中生成的羟基自由基(·OH)研究·OH对冰中苯酚光解的影响.实验结果表明:H2O2可显著促进冰中产生·OH及苯酚光解;改变光强、pH值和H2O2的初始浓度,苯酚的光解率随体系中·OH浓度的增加而增大;加入NO-2和NO-3可抑制体系中产生·OH及苯酚光解;加入SO2-4不影响体系中·OH的产生及苯酚光解;加入CO2-3和HCO-3可抑制体系中产生·OH,但对苯酚光解影响较小,这是由于体系中产生了其他自由基所致.     

负载型纳米TiO2光催化降解水中微量二氯乙烷

利用负载型纳米TiO2作为光催化剂对水中微量二氯乙烷进行紫外光催化降解处理。研究表明二氯乙烷光催化降解属表观一级反应动力学过程。不同的二氯乙烷初始浓度、光强和催化剂用量等因素对二氯乙烷的光催化降解具有不同的效果。初始浓度在4．821—22．838mg/L范围内，随着初始浓度的增大，二氯乙烷光催化降解的反应速率常数持续增大；光强的平方根与反应速率常数呈直线相关；随催化剂用量的增加，反应速率常数呈增大趋势。     

钢渣吸附去除水溶液中磷的研究

研究了钢渣对水溶液中磷素的等温吸附特征和吸附动力学过程,考察了初始溶液浓度、钢渣粒度和温度对吸附作用的影响,计算了钢渣对磷素的吸附速率.结果表明:钢渣的吸附除磷作用主要是通过化学沉淀和配位体交换两种途径实现的,符合Langmuir等温吸附模型,理论饱和吸附量为4.27×104mg.kg-1.钢渣对磷素的吸附量受粒度和温度影响不大,但随初始溶液浓度的增大而增大.钢渣粒度越小,吸附速率越高,对吸附作用越有利.温度较高,初始浓度较低的条件下,吸附速率较大.钢渣吸附除磷的吸附动力学过程符合准二级动力学模型,由该模型可以估算出钢渣对水溶液中磷素的平衡吸附量,误差基本在14%之内.     

蔗糖水解反应速率常数测定方法的改进

文中探讨了测定蔗糖水解反应速率常数的优化方法,发现读取旋光度后按复测键再次读数并取平均值计算得到的速率常数结果与理论值符合较好。在优化方法基础上研究了盐酸浓度和温度的改变对反应速率常数的影响。得到随催化剂浓度的增大和温度的升高,速率常数k随之变大。根据阿累尼乌斯公式,求出蔗糖水解反应活化能为108 k J/mol,与文献值完全吻合,表明该改进的实验方法是合理的。     

溴离子对NDMA前体物Chlortoluron的

研究了不同pH下,投加不同浓度的外加溴离子时,NDMA前体物—Chlortoluron的氯化动力学降解情况.实验结果表明,在pH分别为6,7,10,Chlortoluron浓度为9.4μmol·L-1,Cl2浓度为188.0μmol·L-1的条件下,控制投加不同浓度的溴离子时,Chlortoluron的降解仍然符合拟一级动力学模型.当pH分别为6,7时,Chlortoluron的降解速率随着外加溴离子浓度的增加而增大,外加溴离子浓度相同时,偏酸性的环境使Chlortoluron的降解速率更快,这可能与反应体系中HOBr的生成有关.当pH为10时,溴离子浓度的变化对Chlortoluron的降解速率没有显著影响,可能是ClO-与Br-基本不发生反应,从而没有生成HOBr.根据对反应体系的动力学分析,求解了在本实验条件下,不同pH时拟一级反应动力学常数kobs与[Br2]/[Cl2]的线性关系,进而通过求解常微分方程组计算了HOBr与Chlortoluron的反应速率常数(k5=(1.95±0.44)×105).这也从动力学的角度解释了外加溴离子时Chlortoluron氯化速率显著增大的原因.