通过研究水体中氯代有机物在一些新还原体系中的还原脱氯反应，考察了 高级催化还原技术在处理水体中难降解有机污染物方面的应用。表明污染物可 以通过催化还原反应发生降解或者降低其毒性。重点研究了水体中常见的氯代 烃类污染物包括氯代甲烷系列、氯代乙烷系列、氯代乙烯系列和氯代苯系列， 在Fe、Cu/Fe、Ag/Fe、Pd/Fe等多种还原体系中的还原脱氯反应。试验结果表明 所研究的氯代有机物在各种铁还原体系中都能发生还原脱氯反应，但是通过加 入Cu、Ag、Pd等催化剂建立新的还原体系，则能明显提高氯代有机物的反应速 率。Cu/Fe还原体系能使大多数氯代有机物的还原反应速率提高3倍以上；Ag/Fe 体系能将氯仿的还原脱氯速率提高20倍，而对其它氯代有机物的还原反应速率 也有不同程度的提高；Pd/Fe还原体系可使大多数氯代有机物发生彻底还原脱氯 反应，生成不含氯有机物。通过电化学分析表明，Cu/Fe、Ag妙Fe、Pd/Fe等还原 体系能明显加速氯代有机物还原脱氯反应的机理主要包括四种作用：电催化作 用增加铁的腐蚀速率和还原能力、增加有效反应区域提高铁的还原效率、减小 电极极化增加电化学还原反应、增加氢原子还原几率。 研究了氯代有机物在催化Fe还原体系中发生还原脱氯反应的影响因素、反 应动力学、反应途径和反应产物以及反应过程中的电化学性质等，以进一步研 究氯代有机物的还原脱氯行为和反应机理。影响因素包括铁的性质、催化还原 体系、铁表面积浓度、氯代有机物结构、pH的影响和变化等。研究表明，铁的 化学组成和表面物质形态对铁的反应性能影响很大，铁刨花比铁粉由于在这些 方面的不同而具有更好的反应性能。反应体系中铁的表面积浓度与氯代有机物 的还原反应速率成正比例关系，所以表面积标准化反应速率常数可以表示为ksA =Kobs/pao。催化剂的投加量对氯代有机物的反应速率影响很大，一般都有一个最 佳值，在本实验条件下Cu/Fe质量比为0.1％～0.2％，Ag/Fe质量比在0.1％左右， Pd/Fe质量比在0.05％～0.1％为最佳。氯代有机物结构性质是影响其反应性能的 一个重要因素，单个碳原子上氯取代基数目越多，越容易发生还原脱氯，可能 与其最低空分子轨道能有关。另外，氯取代基的位置、碳链甲基、不饱和键等 结构特性都能对其反应性能产生重要影响，相同条件下氯代烷烃比氯代烯烃容 易脱氯、氯代烯烃比氯代芳香烃容易脱氯，主要是与其分子结构和电子首先吸 附轨道有关。溶液初始pH也能对氯代有机物的反应速率产生影响，一般在弱酸 性(pH值4.0～5.5)条件下反应速率最快，pH过高或过低都对反应起抑制作用， 尤其是pH过高，如果pH大于10，则反应非常缓慢。如果溶液初始pH为中性 或者偏碱性，则反应过程中溶液pH有略微下降。由于该反应体系中有铁存在， 所以对初始溶液的pH有一定调节缓冲作用，能够承受一定的pH变化冲击，在 pH为2～9范围内都能保证有一定的还原脱氯效果。 试验表明氯代有机物在各种催化Fe0还原体系中的反应都符合准一级反应 动力学方程。通过实验数据拟合反应速率方程可以求出各氯代有机物的反应速 率常数，而且还根据单向连续反应或者平行反应理论分析计算了氯代有机物反 应过程中各反应产物的反应动力学方程，表明某些反应体系具有复杂的反应动 力学。通过GC/MS定性定量分析了氯代有机物还原脱氯反应过程中的各种中间 产物和最终产物。并根据反应途径和反应产物分析列出了各种氯代有机物在催 化Fe0反应体系中的具体反应过程，表明氯代有机物的还原脱氯是一种复杂的反 应过程，根掘对反应途径和反应产物的研究，认为脱氯途径主要有氢解还原反 应、β还原消除、α还原消除、脱氯化氢反应、自由基聚合反应、水解反应等六 种，但是一般以一种或者两种脱氯途径为主。 通过反应体系的电化学分析表明，水体中的氯代有机物可以通过在阴极得 到电子发生电化学还原脱氯反应，而且氯代有机物的存在会明显提高铁的腐蚀 速率，减少电极极化，促进铁的电化学反应。催化铁还原体系中的氧化还原电 位一直保持在较负的状态下，氯代有机物的加入能迅速提高反应体系的氧化还 原电位值，并增大腐蚀电流。氯代有机物在催化铁还原体系中能通过普通氧化 还原反应和电化学还原反应发生还原脱氯，其中主要还原剂为Fe0，铁腐蚀过程 生成的Fe(∏)类物质尽管有一定的还原能力，但是不起主要作用。原子态H或者 H2还原主要发生在Pd/Fe还原体系中，在Pd/Fe体系中氯代程度越低其还原脱氯 反应越容易进行，尤其是氯代烯烃，即脱氯速率VC＞DCE＞TCE＞PCE。 关键词： 催化还原， 氯代有机物， 铁刨花， 零价铁， 还原脱氯， 反应动力学