高錳酸鉀氧化水中典型二級芳香胺類污染物動力學與機理.pdf

1、近幾年來,以雙氯芬酸(DCF)和二苯胺(DPA)為代表的二級芳香胺類污染物在許多國家的地表水、地下水和污水中都被頻繁檢出。DCF和DPA具有很強的生物毒性,且經消毒后容易轉變成具有強致癌性的含氮副產物?；瘜W氧化和高級氧化能夠有效地降解去除這類二級芳香胺類污染物,包括臭氧、二氧化氯、過氧化氫、高鐵和光催化氧化等手段,而有關高錳酸鉀(KMnO4)的研究還比較少。KMnO4具有較強的氧化能力,且氧化過程中不易產生有毒有害的副產物,更兼具價格低

2、廉、儲存運輸方便等特點。因此,本論文主要研究KMnO4氧化降解DCF和DPA的動力學規(guī)律及機理,并考察水中常見陽離子和絡合劑對該氧化反應的影響。
　　KMnO4能夠較有效地氧化降解DCF和DPA及其結構相似有機物(2,6-二氯二苯胺(DCDPA)和N-苯基鄰氨基苯甲酸(NPAA)),反應遵循二階速率定律,在T=25±0.2℃且pH=7.0條件下得到二級反應速率常數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芳香胺類有機物,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而難以被KMnO4氧化。KMnO4氧化降解二級芳香胺類化合物過程中存在自催化現象,即反應過程中原位生成的錳氧化物(MnOx)表現出催化KMnO4氧化降解有機物的效果。
　　環(huán)境中常見的陽離子(Ca2+、Mg2+)和絡合劑(焦磷酸、氨三乙酸、EDTA)對KMnO4氧化降解二級芳香胺類有機物具有明顯的抑制

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