KMnO4氧化水中芳香胺类有机物的效能及应用研究

来源 :哈尔滨理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hzqingqingcao
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近些年来,由于经济的发展和人口的增长,环境污染日益严重。水资源面临着水量短缺和水质污染的双重考验。而以苯胺(AN)为代表的芳香胺类有机污染物在地表水和地下水中频繁检出。苯胺作为一种常用的化工原料,不仅是合成染料、药物、橡胶的重要中间体,而且苯胺本身具有毒性,是“三致”物质,其合成的含氮化合物还有可能在消毒过程中与氯或氯胺反应生成含氮消毒副产物。在水处理过程中,化学氧化技术可以有效的氧化去除芳香胺类有机污染物。由于传统水处理工艺很难将这些溶解性有机物去除,高级氧化除微污染技术应运而生。研究表明,臭氧、高铁酸盐、过硫酸盐、二氧化氯、Fenton试剂等可以有效的氧化去除芳香胺类有机污染物,但各氧化剂都存在着一定的局限性。而高锰酸钾作为水处理过程中使用最广泛的氧化剂之一,具有氧化能力较强、价格低廉、运输方便和产物对环境没有破环作用等优点,是一种环境友好型氧化剂,但是对于高锰酸钾的研究还是较少的。研究表明,KMnO4能有效的氧化去除以苯胺、4-溴苯胺等芳香胺类微污染有机物,其二级反应速率常数在p H=p Ka处最大,并随着p H的升高而减小。在p H=7.0时,高锰酸钾降解苯胺、4-溴苯胺、4-甲基苯胺反应的二级反应速率常数分别为k2=9.44M-1s-1、k2=1.67M-1s-1、k2=305.28M-1s-1。在p H=5.0和6.0时,高锰酸钾氧化芳香胺会由于自催化现象使其偏离了假一级动力学曲线,这里认为产生的自催化现象是由于高锰酸钾去除芳香胺的时侯产生了MnO2,这对高锰酸钾去除芳香胺有促进作用。本课题还建立了动力学模型来拟合所求的高锰酸钾降解芳香胺的二级反应速率常数来解释求得的二级反应速率常数的规律。在确定动力学模型后,拟合出各形态物质的反应速率,进而建立了高锰酸钾降解芳香胺的定量构效关系。实验考察了实际水体中常见的阳离子(Ca2+和Mg2+)和阴离子络合剂(EDTA和Na4P2O7)对高锰酸钾降解芳香胺类微污染有机物的影响。实验结果表明,在p H<7时,Ca2+、Mg2+会对高锰酸钾降解芳香胺类微污染有机物起到抑制的作用,是这由于投加的Ca2+或Mg2+有具有助凝作用,会使反应体系中原位生成的MnO2和Ca2+或Mg2+团聚在一起,从而使MnO2官能团数量减少,削弱了MnO2的催化能力。实验还用马尔文测定了加入Ca2+和Mg2+对高锰酸钾降解芳香胺过程中产生MnO2的粒径的影响,结果表明加入Ca2+和Mg2+后反应过程的MnO2的粒径变大,证明了之前的猜想。当在高锰酸钾降解芳香胺类微污染有机物过程中投加EDTA和PPP时,在酸性条件下会抑制反应的进行,中性和碱性的条件下无影响。其原因是,当投加EDTA和PPP时,会络合高锰酸钾氧化降解芳香胺过程中产生的新生态Mn(Ⅲ),这一点利用紫外—可见光已经给出了证明;实验还证明了新生态Mn(Ⅲ)氧化芳香胺类有机物的能力是非常弱的;所以EDTA和PPP会抑制高锰酸钾降解芳香胺。研究还采集了松花江的水作为实际水体样品研究,结果表明,高锰酸钾降解芳香胺类微污染有机物的二级反应速率常数在实际水体和配水中的几乎接近,所以高锰酸钾降解芳香胺的二级反应速率常数是具有工程意义的。研究还利用LC-MS/MS对高锰酸钾降解芳香胺类微污染有机物的最终产物进行了检测分析。研究表明,高锰酸钾降解芳香胺的产物没有生成有毒的亚硝胺类物质,而是先生成了聚合在开环再加氧的产物,由于每种的产物可能有很多同分异构体,所以这里就不一一例举。在测得产物的结果中,我们还得到了一个重要的结论,生成物属于开环的产物,并且在ESI源负电的条件下测得,那其产物的溶解性就会增大,那么AOC的值也随增大。这一点,实验也给出了证明,由于反应后的AOC值增大了,那就更利于后序的微生物降解,所得结论的工程意义还是很大的。
其他文献
1978年改革开放以来,我国经济飞速发展。沿海地区作为改革开放的前沿地区,在国民经济中占据着不可估量的地位。在长达30年的改革开放历程中,沿海11省区仅以14%的国土面积,创
目的分析血清中miR-155的表达水平,探讨其与乳腺癌临床病理特征之间的关系。方法收集2010年12月至2011年4月入院的67例女性患者(乳腺癌45例,非乳腺癌22例)的血液标本,分离血清并提
本文以粉煤灰为原料,采用碱熔预处理-水热合成的方式合成NaA型沸石。笔者不仅通过XRD和SEM对产品进行表征,还通过吸附试验研究了初始浓度、液固比、吸附时间和初始pH对吸附重
<正>如果委内瑞拉国内治理彻底溃败,势必会引发这一地区地缘政治地震。《纽约时报》8月16日报道,截至6月,委内瑞拉的通货膨胀率已高达32714%,那种推着一推车纸币只是为了够买
目的:探讨基层医院对阑尾肿瘤误诊时的处理策略。方法回顾性分析经术中及术后病理证实为阑尾肿瘤13例的临床资料。结果13例患者术前均误诊,其中11例术前诊断为急性或慢性阑尾炎