高級氧化法降解呋蟲胺的研究.pdf

1、呋蟲胺（dinotefuran），化學(xué)名稱:(RS)-1-甲基-2-硝基-3-[（3-四氫呋喃）甲基]胍，是一種新型的煙堿類殺蟲劑，因其具備眾多優(yōu)點而逐漸被人們熟知，有望成為全世界廣泛使用的農(nóng)藥。本文分別采用4種不同的高級氧化方法降解呋蟲胺，考察了呋蟲胺在不同氧化方式下的降解情況，研究了不同因素對呋蟲胺降解的影響，并推測其氧化降解機理。
　　Fenton法降解呋蟲胺的實驗考察了不同pH條件和不同溫度對呋蟲胺降解的影響，結(jié)果表明:在

2、溫度一定的條件下，pH對呋蟲胺降解的影響較大，當(dāng)初始pH為3時最利于呋蟲胺的降解，pH的升高或降低均不利于呋蟲胺的降解;在初始pH一定的條件下，呋蟲胺的降解率隨著溫度的升高而增加，但是增加幅度并不大，溫度從15℃升到30℃，呋蟲胺的降解率僅提高了5.38％。在溫度和pH一定的條件下，通過添加不同濃度的H2O2，考察了氧化劑的量對于Fenton法降解呋蟲胺的影響，結(jié)果表明當(dāng)呋蟲胺濃度為100 mg/L時，H2O2的最佳投加濃度為0.2 m

3、ol/L，氧化劑的濃度過高或過低均不利于呋蟲胺的降解;在反應(yīng)的溫度、初始pH和氧化劑的量均一定的條件下，通過改變?nèi)芤褐蠪e2+的濃度，考察了不同濃度的催化劑對呋蟲胺降解的影響，結(jié)果表明當(dāng)呋蟲胺的濃度為100 mg/L、H2O2的投加濃度為0.2 mol/L時，F(xiàn)e2+的最佳濃度為0.06 mmol/L。對呋蟲胺在不同條件下的降解情況進行動力學(xué)擬合分析，可知Fenton法降解呋蟲胺的反應(yīng)符合二級動力學(xué)規(guī)律。通過高效液相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(

4、HPLC-MS)對產(chǎn)物進行分離鑒定，可知呋蟲胺只有一種降解產(chǎn)物，可能為1-甲基-3-（四氫-3-呋喃甲基）脲。
　　Fenton法聯(lián)合光照降解呋蟲胺的實驗考察了溫度、pH、氧化劑的量及催化劑的量等因素對呋蟲胺降解的影響，鑒于目前實際工程中的廢水處理大多以COD為檢測標準，故本節(jié)實驗以COD的降解率為指標。實驗結(jié)果表明，當(dāng)呋蟲胺的初始濃度為200 mg/L時，光照聯(lián)合Fenton降解呋蟲胺的最佳條件為:溫度30℃，pH為3.0，F(xiàn)e

5、2+濃度為0.2mmol/L，H2O2的濃度為32 mmol/L。H2O2投加方式也對Fenton法降解呋蟲胺的過程有影響，實驗結(jié)果表明當(dāng)總投加量一定時，采用分批次投加且先多量后少量的投加方式更利于COD的降解。超聲聯(lián)合Fenton法考察了不同頻率的超聲波對COD降解的影響，結(jié)果表明低頻率超聲促進COD的降解，高頻率超聲反而抑制COD的降解。
　　熱活化過硫酸鉀降解呋蟲胺的實驗結(jié)果表明，溫度越高，呋蟲胺的降解速率越快，通過對呋蟲胺

6、降解的情況進行動力學(xué)擬合分析，發(fā)現(xiàn)熱活化過硫酸鉀降解呋蟲胺的過程符合一級動力學(xué)規(guī)律，當(dāng)溫度為40、50、60、70、80℃時，呋蟲胺降解的半衰期分別為1732、990、173、22、7 min，通過阿倫尼烏斯方程得過硫酸鉀降解呋蟲胺的活化能為133.498 kJ/mol。通過調(diào)節(jié)不同的初始pH，可知pH對過硫酸鉀降解呋蟲胺的影響較小，中性條件下可達最高降解率僅比堿性條件下達到的最低降解率高了6.05％。過硫酸鉀的濃度對于呋蟲胺的降解影響

7、較大，在溫度一定時(70℃)，過硫酸鉀濃度為2、4、6、8、10、25、50 mmol/L，呋蟲胺的降解半衰期分別為173、90、77、45、28、9、6 min。Cl-和HCO3-對反應(yīng)的影響較為復(fù)雜，當(dāng)溶液中的Cl-濃度和HCO3-濃度較低時，均能夠促進呋蟲胺的降解，當(dāng)其濃度超過某拐點濃度時呋蟲胺的降解則逐漸受到抑制。超聲的存在能夠明顯促進呋蟲胺的降解。通過添加自由基捕獲劑探究其降解機理，結(jié)果表明，該反應(yīng)體系中同時存在著硫酸根自由基