纳米氧化锌光催化降解环境内分泌干扰物

• 作 者: 姜琪
• 出 处: 哈尔滨商业大学
• 发表日期: 2016年期
• 关键词: 纳米氧化锌 内分泌干扰物 机理

环境内分泌干扰物(Endocrine Disrupting Chemicals, EDCs)是一种环境激素类污染物,可影响人和动物的内分泌系统,导致生殖和发育的异常。水体中EDCs的去除已经成为新的研究热点。在大多数降解方法中,光催化技术被认为是绿色、无毒、节能的新的技术方向。本课题以自制的纳米ZnO进行EDCs的光催化降解,系统地研究不同影响因素如催化剂投加量、初始pH值、初始底物浓度以及光照时间对环境内分泌干扰物双酚A(Bisphenol A, BPA)、邻苯二甲酸二乙酯(Diethyl phthalate, DEP)以及氧乐果的光降解效率影响,提炼出最佳光催化条件。本论文用溶胶凝胶法合成ZnO纳米棒,平均粒径达60 nm,对其表面形态进行了表征。实验室自制的纳米ZnO催化剂可以实现环境内分泌干扰物的光催化氧化降解。分别采用XRD、SEM、BET、红外技术对纳米ZnO进行表征。催化剂具有较高的催化效率、较为丰富的中孔和大孔结构和较好的晶型。光催化剂ZnO的投入量,溶液初始pH值,初始底物浓度,光照时间等均对DEP的降解效率有明显影响。DEP的最佳降解条件为：ZnO投加量为300 mg/L,溶液初始pH值为6.0,光照不间断。初始浓度为5 mg/L的DEP,在此条件下60 min的降解率达59.49%,且光催化降解反应遵循一级动力学方程。光催化剂ZnO的投入量,溶液初始pH值,初始底物浓度,光照时间等均对氧乐果的降解效率有明显影响。DEP的最佳降解条件为：ZnO投加量为200 mg/L,溶液初始pH值为7.0,光照不间断。初始浓度为2 mg/L的氧乐果,在此条件下60 min的降解率达62.7%。光催化剂ZnO的投入量,溶液初始pH值,初始底物浓度,光照时间等均对双酚A的降解效率有明显影响。BPA的最佳降解条件为：ZnO投加量为150 mg/L,溶液初始pH值为5.0,光照不问断。初始浓度为1 mg/L的双酚A,在此条件下60 min的降解率达77.5%,且光催化降解反应遵循一级动力学方程。以BPA为例,探讨了反应机理和反应历程。光催化反应过程中主要得到11种可能的中间产物,可能的降解途径为：BPA分子的羟基和异丙基连接处首先遭到羟基自由基的攻击而破坏,生成的中间产物主要有苯酚、对苯二酮等物质,并进一步被氧化破坏,最终矿化成CO2和H20。