高錳酸鉀氧化水中典型二級芳香胺類污染物動力學(xué)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(jīng)消毒后容易轉(zhuǎn)變成具有強致癌性的含氮副產(chǎn)物。化學(xué)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(guān)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(chǎn)生有毒有害的副產(chǎn)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(xué)規(guī)律及機理,并考察水中常見陽離子和絡(luò)合劑對該氧化反應(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(xiàn)象,即反應(yīng)過程中原位生成的錳氧化物(MnOx)表現(xiàn)出催化KMnO4氧化降解有機物的效果。
　　環(huán)境中常見的陽離子(Ca2+、Mg2+)和絡(luò)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(yīng)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(luò)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(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(chǎn)物,在正電模式ESI源條件下檢測出一種主要產(chǎn)物—