1，1，2，2_四氯乙烷在溶液相以及吸附相上水解反應(yīng)活性研究.pdf

1、溶解性的氯代揮發(fā)有機(jī)物是環(huán)境中的一大類重要的污染物，它們在環(huán)境中可通過一些非生物途徑進(jìn)行降解。盡管此類污染物具有較低的疏水性，但進(jìn)入環(huán)境后仍會(huì)被大量吸附在天然固體上。到目前為止，將污染物的反應(yīng)降解轉(zhuǎn)化以及吸附過程結(jié)合起來，以研究污染物在環(huán)境中的歸趨的報(bào)道比較少，1,1,2,2-四氯乙烷(TeCA)是氯代揮發(fā)性有機(jī)污染物中相對而言溶解度較大，疏水性較低的一種化合物。有文獻(xiàn)報(bào)道它在溶液中能發(fā)生堿催化的脫氫氯反應(yīng)，生成1,1,2-三氯乙烯(T

2、CE)。本論文中選擇該反應(yīng)為目標(biāo)反應(yīng)，驗(yàn)證了TeCA在水溶液中的堿催化脫氫氯反應(yīng)符合準(zhǔn)一級動(dòng)力學(xué)方程，測定的反應(yīng)速率與Cooper等<'[1]>報(bào)道計(jì)算的值吻合，同時(shí)驗(yàn)證了緩沖液的種類以及離子強(qiáng)度對該反應(yīng)速率沒有影響。 本論文中選用吸附性能強(qiáng)的活性炭作為模擬吸附劑，分別用瓶實(shí)驗(yàn)和柱實(shí)驗(yàn)來研究吸附相上的反應(yīng)活性。 柱實(shí)驗(yàn)中選擇了一種吸附性能最強(qiáng)的活性炭來研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)論總結(jié)如下： (1) 柱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能夠?qū)⒒钚?/p>

3、炭上吸附的TecA的反應(yīng)和解吸過程分開，從而更明確的證明是否吸附的TeCA能直接的發(fā)生反應(yīng)。 (2) 與瓶實(shí)驗(yàn)的結(jié)果對比，柱實(shí)驗(yàn)中同樣發(fā)現(xiàn)吸附的TeCA能直接發(fā)生水解反應(yīng)，且反應(yīng)速率要明顯低于純水溶液中反應(yīng)速率。 瓶實(shí)驗(yàn)的方法如下，先在強(qiáng)酸性溶液中將TeCA吸附在活性炭上，再用堿性溶液催化以研究吸附在活性炭上的TeCA的反應(yīng)活性。取樣測定方法是在一定時(shí)間點(diǎn)上用冰水混合物中止反應(yīng)，用丙酮超聲萃取活性炭，用氣相色譜測定萃

4、取液中的TeCA以及TCE濃度。實(shí)驗(yàn)所得出的結(jié)論總結(jié)如下： (1)活性炭吸附的TeCA能發(fā)生降解反應(yīng)，和純?nèi)芤合嘞啾?，反?yīng)速率要明顯低很多，同時(shí)反應(yīng)的速率隨時(shí)間在下降。活性炭表面是非極性的，OH難以在活性炭表面聚集，而更多的分配在水中，所以吸附的TeCA反應(yīng)速率更慢。同時(shí)由于活性炭微孔的疏水作用導(dǎo)致活性炭上吸附的TeCA的反應(yīng)速率比溶液中慢。速率隨時(shí)間下降的原因是活性炭對TeCA的吸附分為表面吸附和微孔填充吸附兩部分，在表面吸

5、附的部分易于被OH<'->攻擊而降解，所以反應(yīng)速率開始時(shí)會(huì)快。而TeCA被吸附在微孔中會(huì)阻礙OHm<'->與TeCA的接觸，從而反應(yīng)速率下降。 (2)對比了5種物理化學(xué)屬性不同的顆粒活性炭之間反應(yīng)速率的差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)活性炭的顆粒大小會(huì)影響反應(yīng)速率，顆粒小的活性炭，由于OH<'->在其中的擴(kuò)散傳質(zhì)阻力小，從而加速了反應(yīng)。微孔體積的大小是影響TeCA在活性炭上水解反應(yīng)的一個(gè)重要因素。微孔體積越大，活性炭對TeCA的吸附越強(qiáng)，OH<