1，4-二氯苯在乙腈-水兩相系統(tǒng)中的電氧化研究.pdf

1、對二氯苯（p-DCB）是一種重要的有機(jī)合成原料，目前已在抗蛀劑、空氣脫臭劑、染料、藥劑、土壤消毒劑、酚和氯代硝基苯等工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的使用。p-DCB主要存在于化工廢水中，與有機(jī)溶劑和水相混合排放，因此進(jìn)行有機(jī)溶劑-水相p-DCB電化學(xué)降解研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文考察了乙腈-水相兩相系統(tǒng)Pt電極上p-DCB的電氧化行為，結(jié)合電化學(xué)表征和中間產(chǎn)物分析，深入研究了p-DCB氧化過程的動力學(xué)和反應(yīng)機(jī)理，及其芳香烴類中間產(chǎn)物的電氧化機(jī)理

2、。這為p-DCB電化學(xué)降解提供了翔實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，也為此類氯代芳香烴降解研究提供了可借鑒的研究方法。
　　 本論文首先研究了Rt電極上p-DCB的電化學(xué)氧化行為。乙腈相和乙腈-水相中不同濃度p-DcB在Pt電極上的循環(huán)伏安曲線表明：電流密度響應(yīng)均隨p-DCB濃度增大而逐漸增大，兩者氧化平臺隨p-DCB濃度增大逐漸正移；乙腈-水相中p-DCB氧化電位（2.3 V vs SCE）小于乙腈相（2.7 V vs SCE），水分子產(chǎn)生的活性

3、自由基對p-DCB氧化有影響；低濃度p-DCB的電氧化降解以直接電氧化為主，而高濃度p-DCB的電氧化降解以活性自由基參與的間接氧化為主。采用掃描電鏡觀察電解后電極表面形貌，確定了氧化過程中有機(jī)聚合物膜的形成。恒電位電解p-DCB過程中電流與時間的變化情況表明：有機(jī)聚合物膜的形成會使電極表面電阻變大。
　　 其次，從有機(jī)分析的角度研究p-DCB的降解途徑。用GC-MS、LC-MS、IC、HPLC等有機(jī)分析手段，對p-DCB電氧化

4、過程中底物以及產(chǎn)物進(jìn)行定性、定量分析。結(jié)果表明，p-DCB在乙腈-水兩相中能夠較快的去除，產(chǎn)生的中間產(chǎn)物主要有對氯酚，對苯醌，2，5-二氯對苯醌，草酸根離子，乙酸根離子，甲酸根離子，順丁烯二酸根離子和氯離子，且p-DCB最終能轉(zhuǎn)化為H2O和CO2；p-DCB降解的主要途徑有兩種：（1）p-DCB→C6H5OC1→C6H6O2→C6H4O2→小分子酸→H2O+CO2；（2）p-DCB→C6H4O2Cl2→C6H2O2Cl2→小分子酸→H2

5、O+CO2。
　　 然后，從電化學(xué)分析的角度研究p-DCB中間產(chǎn)物的氧化機(jī)理。通過計(jì)時電流法測定不同濃度p-DCB中間產(chǎn)物的響應(yīng)曲線，用循環(huán)伏安法分別檢測Pt和p-DCB中間產(chǎn)物的氧化電位。結(jié)果表明，對苯二酚和2，5-二氯對苯二酚優(yōu)先發(fā)生直接電氧化，對苯醌和2，5-二氯對苯醌卻只能發(fā)生間接電氧化；而低濃度的對氯苯酚和2，5-二氯苯酚以直接電氧化為主，高濃度的對氯苯酚和2，5-二氯苯酚則以間接電氧化為主。2，5-二氯苯酚的第二個氧

6、化峰電位（2.2 V vs SCE）大于Pt的氧化峰電位（1.8V vs SCE），緣于2，5-二氯苯酚在Pt電極表面聚合形成聚合物膜。
　　 最后，研究p-DCB在Pt電極上的反應(yīng)動力學(xué)。p-DCB在Pt電極上大幅度電勢階躍曲線和不同掃描速率下的循環(huán)伏安曲線表明：乙腈-水兩相體系中p-DCB在Pt電極上電化學(xué)氧化過程為不可逆反應(yīng)，受p-DCB向電極/溶液界面的擴(kuò)散控制；反應(yīng)過程的擴(kuò)散系數(shù)（D）和傳遞系數(shù)（α）分別為5.03×1