论文部分内容阅读
邻苯二甲酸二丁酯(DBP)是一种环境内分泌污染物，采用常规处理方法难以有效降解。本文利用紫外(UV)光研究了不同实验条件对DBP光解影响；利用激光光解研究了266nm激光激发下DBP光解的瞬态产物及其动力学，对其光解机理做了初步探讨；最后利用电子束研究了不同实验条件对DBP辐解的影响。
UV光解结果：(1)DBP在不同pH下UV光解符合假一级动力学方程，计算得半衰期在6.420-9.668min之间。弱酸性溶液中DBP降解率最低，随溶液酸碱度增加，其降解率有所增加；(2)DBP在UV/H2O2体系中降解率大于单一UV照射下降解率，其降解反应主要是通过·OH的形成进行的。在一定H2O2浓度范围内，DBP降解率随H2O2浓度增加而增大。但H2O2浓度过高时，其对·OH的清除作用使DBP降解率减小。UV/H2O2体系中H2O2最佳浓度应控制在40mmolL-1左右。且DBP在UV/H2O2体系中的降解率随其初始浓度的增加而降低；(3)DBP在UV-Fenton体系中的降解效果比UV/H2O2体系还要好。固定H2O2浓度10mmol L-1 pH=3，DBP降解率随Fe2+浓度增加而增加，但Fe2+浓度增加到3.0×10-4mol L-1时，随Fe2+浓度进一步增加，DBP降解率反而降低。溶液初始pH对UV-Fenton体系中DBP降解影响很大。pH=3时，DBP降解率最大，在40min内的降解率几乎达到100％。其它pH下，DBP降解率都降低。
激光光解结果：N2饱和下，DBP在甲醇/水、乙醇/水和乙腈/水溶液中经266nm激光激发都仅在300nm处产生一个瞬念吸收峰。O2饱和下，DBP瞬态产物在300nm处的衰减明显加快。判定DBP在300nm处的瞬态产物为DBP的三重激发态。因此，DBP光解可以认为是以三重激发态为中间产物进行的直接光解。随DBP初始浓度增加，DBP三重激发态的衰减状况加剧，且其衰减符合假一级动力学方程。计算得到DBP三重激发态在甲醇/水、乙醇/水和乙腈/水溶液中的自淬灭速率常数(kq)和自衰减速率常数(k0)分别是：3.0×107和1.25×105、4.5×107和0.96×105、2.2×107和1.33×105，且kq随着溶液介电常数的增加而减小，k0随着介电常数的增加而增加。
电子束辐照降解结果：(1)DBP在甲醇/水、特丁醇/水、乙腈/水和纯水中的电子束辐照降解均遵循假一级动力学方程，且在四种溶液中降解速率依次为：
乙腈/水>纯水>甲醇/水>特丁醇/水。经电子束辐照后DBP溶液的pH值迅速下降；(2)DBP降解率随初始浓度增加而降低，且不同初始浓度下，DBP电子束降解同样遵循假一级动力学方程。用InK=InK1+nlnC0验证，得到n=-0.950，R=0.994；(3)溶液中加入H2O2 DBP降解率最高可接近100％，且降解率随H2O2浓度增加而增加，但H2O2增加到一定浓度DBP降解率增加缓慢；(4)溶液初始pH在4.11内，pH对DBP降解率的影响较小，但pH=3时由于·OH的产额增加DBP降解率提高；(5)DBP在空气中的降解率大于在N2中的降解率。(6)DBP电子束降解主要是DBP和水辐照产生的·OH进行作用的结果。综上所述，紫外光和电子束都是降解DBP的有效方法。激光光解表明DBP光解是以三重激发态为中间产物的直接光解过程；加入H2O2和Fenton试剂后DBP紫外光解率提高了说明DBP可以与·OH作用进行间接光解；DBP电子束降解表明DBP主要是和·OH作用达到降解的效果，这也进一步验证了DBP可以通过·OH进行间接光解。因此，可以说DBP光解包括直接光解和间接光解。