有机农药高效氯氰菊酯光化学氧化机理研究
利用高级氧化技术对有机农药污染物进行降解得到迅速发展,它既能克服传统处理方法的不足,同时还能经过改进,充分利用太阳光进行“原位降解”,实现完全的绿色催化氧化,相对于其他有机农药污染物处理技术具有不能替代的优势而成为国内外学者研究的热点和展现广阔的应用前景。高效氯氰菊酯是近年来国内及国际上普遍使用的一种杀虫剂有机农药,如果其过量使用或不适当应用,其对人类的生存环境(土壤、水体和大气)会带来极大的损害。本论文以可见光惰性载体NaY分子筛为载体,对金属卟啉有机/复合物(疏水性的硝基铁卟啉和亲水性的吡啶基铁卟啉)进行负载,通过研究不同类型异相金属卟啉光催化剂在可见光(λ≥420nm)激发下对有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)和2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,2,4-DCP)的光催化降解特性来筛选绿色光化学氧化体系(充分利用太阳光、中性pH介质体系、活化分子氧及催化剂重复使用)。运用高活性催化体系,选择有机农药高效氯氰菊酯为光化学氧化对象,并利用高级氧化技术(TiO2对照、负载型金属卟啉)在紫外光或可见光下对其进行光催化降解,通过对中间氧化物种的跟踪测定,探讨了异相金属卟啉光催化剂在可见光激发下的降解机理,为实际污染水体中菊酯类有机农药的治理提供科学的理论依据。主要研究内容包括: 1.采用NaY分子筛负载水溶性四(4-吡啶基)苯基铁卟啉(Tetra(4-pyridyl)iron-porphyrin,FeTMPyY),制备新型光催化剂FeTMPyY。通过紫外-可见漫反射(UV-Vis Spectra)表征 FeTPMPyY的光谱吸收特性。在可见光(λ≥420nm)照射条件下以光催化降解有机染料罗丹明B(RhodamineB, RhB)和无色小分子2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,2,4-DCP)为探针反应,探讨了FeTMPyY活化分子氧O2降解有毒有机污染物的催化活性。同时还进行了催化剂循环实验和通过苯甲酸荧光光度法跟踪测定到了FeTMPyY降解RhB过程中产生的羟基自由基(·OH),降解过程涉及·OH氧化机理。 2.以对硝基苯甲醛和吡咯为原料,采用Alder法制备四(对硝基苯基)卟啉,然后以NaY分子筛为载体,采用“一锅法”与Fe3+结合制备出新型光催化剂NaY负载四(对硝基苯基)铁卟啉(FeTNPPY)。以可见光(λ≥420nm)光催化降解有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)和无色小分子2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,2,4-DCP)为探针反应,探讨了FeTNPPY活化分子氧降解有毒有机污染物的催化活性。并用苯甲酸荧光光度法检测实验过程中产生的·OH,表明降解过程主要涉及·OH的氧化机理。 3.以P25为催化剂,在紫外光(λ≤387nm)下对水体中的高效有机农药高效氯氰菊酯进行光催化降解,探讨了其对底物的光催化活性,并以ESR跟踪测定反应体系的氧化物种的变化和以GC-MS跟踪测定氧化过程中间产物及终产物。实验结果表明:在紫外光照射下,TiO2对高效氯氰菊酯的光催化降解效果较好,且其光催化降解是一个深度矿化的过程。降解过程主要涉及·OH的氧化机理。 4.在可见光和最优反应条件下,以NaY负载的四(4-硝基)苯基卟啉(FeTNPPY)和NaY负载的四(4-吡啶基)苯基卟啉(FeTMPyY)为光催化剂对有机农药高效氯氰菊酯进行降解,并通过ESR等手段跟踪测定光催化反应过程中氧化物种的变化,探讨光催化反应的机理。采用GC-MS为分析手段,对反应过程中间产物及终产物进行跟踪,并提出可能的降解路径。
有机农药污染物;高效氯氰菊酯;异相金属卟啉光催化剂;降解机理
三峡大学
硕士
生态学
黄应平
2012
中文
X592
81
2012-11-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）