水中敵草腈光化學(xué)降解研究.pdf

1、本文構(gòu)建了水環(huán)境中氯苯類有機(jī)農(nóng)藥敵草腈光化學(xué)降解的實(shí)驗(yàn)分析方法，同時(shí)確立了水環(huán)境中羥基自由基含量的檢測方法和敵草腈、鄰氯苯甲腈的GC-MS檢測方法。實(shí)驗(yàn)研究分析了室內(nèi)高壓汞燈（HPML）、自然光（太陽光）和室內(nèi)低壓紫外燈三種光源光照條件下敵草腈的光化學(xué)降解情況；其次，實(shí)驗(yàn)研究了室內(nèi)高壓汞燈條件下原花青素（Oligomeric Proanthocyanidins，OPC）對敵草?。―CMU）和五氯苯酚（PCP）的光化學(xué)降解效應(yīng)；同等條件下

2、研究分析了OPC和納米TiO2對敵草腈的光化學(xué)降解效應(yīng)，并通過對敵草腈降解產(chǎn)物的分析，研究了原花青素促進(jìn)水溶液中敵草腈光化學(xué)降解的機(jī)理。
　　敵草腈水溶液的光化學(xué)降解實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，敵草腈在室內(nèi)高壓汞燈（HPML）、太陽光（自然光）和室內(nèi)紫外燈三種光源光照下降解反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為：K（太陽光）紫外內(nèi)>太陽光。敵草腈光化學(xué)降解的產(chǎn)物

3、經(jīng)GC-MS和HPLC色譜分析可確定有鄰氯苯甲腈（2-Chlorobenzonitrile）和苯甲腈（Benzontrile）兩種產(chǎn)物。
　　敵草腈（DCBN）在光照條件下自身會發(fā)生光降解，反應(yīng)過程中敵草腈分子在光照條件下通過能量轉(zhuǎn)移使其由穩(wěn)定態(tài)的敵草腈分子轉(zhuǎn)變成為化學(xué)性質(zhì)活躍的激發(fā)態(tài)敵草腈，繼而再發(fā)生后續(xù)的系列反應(yīng)。水體在光照條件下生成具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基。苯環(huán)上2號位置上的氯原子會被羥基取代，生成氯離子和2-羥基-6-氯苯

4、甲腈，但其并不穩(wěn)定，自身也會發(fā)生光降解，生成鄰氯苯甲腈。添加OPC后能加速2-羥基-6-氯苯甲腈的降解，在DCBN-OPC光降解體系的液相色譜圖中很難發(fā)現(xiàn)2-羥基-6-氯苯甲腈。在光照條件下鄰氯苯甲腈會按照上述反應(yīng)機(jī)理繼續(xù)反應(yīng)，在體系羥基自由基的作用下，鄰氯苯甲腈分子苯環(huán)上的氯原子會繼續(xù)發(fā)生羥基取代反應(yīng)，生成苯甲腈。
　　原花青素（OPC）和TiO2的加入可極大地促進(jìn)敵草腈的光化學(xué)降解速率。OPC降解敵草腈的實(shí)驗(yàn)表明，OPC對敵草

5、腈的降解的促進(jìn)效果是隨OPC濃度的增加先增加后降低的。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：當(dāng)DCBN與OPC濃度摩爾比為50μmol/L:250μmol/L時(shí)，其降解效果最好。羥基自由基測定的結(jié)果表明：納米TiO2和H2O2在光照條件下，會產(chǎn)生大量的羥基自由基，羥基自由基具有強(qiáng)氧化性，可以氧化分解敵草腈，促使苯環(huán)上的氯原子由有機(jī)態(tài)向無機(jī)態(tài)轉(zhuǎn)化。
　　OPC分子中含有大量酚羥基，在光照條件下氧化作用使得分子中的O-H鍵斷裂，生成脫氫反應(yīng)，生成大量具有強(qiáng)還

6、原性的【H】，氫自由基一方面會中和反應(yīng)體系內(nèi)的羥基自由基，降低反應(yīng)體系的氧化性，另一方面，【H】能夠參與體系內(nèi)的反應(yīng)。因此，PNDA/OPC/DCBN光解體系隨光照時(shí)間的增加基本上沒有羥基自由基的增長。DCBN+OPC光解體系中，OPC會作為一種【H】供體與敵草腈分子發(fā)生還原脫氯的取代反應(yīng)，促使有機(jī)氯向無機(jī)氯發(fā)生轉(zhuǎn)化。OPC的添加，改變了敵草腈羥基氧化脫氯的反應(yīng)機(jī)理，形成了全新的氫取代還原脫氯的反應(yīng)機(jī)制，減少了敵草腈分子光化學(xué)降解的步驟