金属卟啉配合物电催化还原降解滴滴涕的研究

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有机氯农药是环境中残留量较大、毒性较强的一类有机污染物,滴滴涕(DDT)作为其中的一种,在上世纪六十至八十年代曾在我国大量生产和使用。虽然后来DDT已被禁止使用,但由于其难于自然降解,短时期内还不能从环境中完全消除。目前有关DDT的降解主要有光化学和电化学方法。电化学方法包括电催化氧化和电催化还原两种。电催化氧化方法能耗和成本较高,而电催化还原降解方法只针对脱氯反应。因此值得进一步研究。   电催化还原降解DDT的关键技术是电催化剂的研究和选择,研究表明某些卟啉类金属配合物对降解DDT有较好的催化还原作用,但相关研究仅局限于少数几个水溶性的卟啉类金属配合物,而应用非水溶性的卟啉配合物催化降解DDT的研究至今尚未见报道。本论文首次研究了非水溶性含有铁、钴、锰等过渡金属离子的八乙基卟啉[(OEP)M]和四苯基卟啉配合物[(TPP)M]作为电催化剂催化还原降解DDT的性质,探讨了配合物电催化降解DDT的作用机理。为有效降解有机氯污染物提供了一种新方法。   本论文利用循环伏安和现场紫外.可见光谱电化学方法研究了铁、钴、锰金属卟啉配合物在没有DDT以及存在DDT时的电化学和光谱电化学性质,发现在DMF中所研究的非水溶性金属卟啉对DDT的还原降解都具有一定的催化作用。利用控制电位电解技术对一定量的DDT进行了恒电位还原降解,用旋转蒸发和溶剂浸取方法从电解液中分离得到DDT的降解产物,然后用气相色谱-质谱联用技术对降解产物进行了分析鉴定。   分析研究了卟啉的结构以及控制电位电解时间对DDT的降解产物和降解率的影响,结果表明,采用不同的卟啉电催化剂可以得到不同的DDT还原降解产物。在给定的实验条件下,各种卟啉催化还原降解DDT的主要产物均为1,1-二氯(4-氯苯基)-2,2-二氯乙烷(DDD)和1,1-二氯(4-氯苯基)-2,2-二氯乙烯(DDE)。但如果使用钴或锰卟啉作为催化剂,则可能生成含氯更少、生物毒性更小的1,1-二氯(4-氯苯基)-2-氯乙烯(DDMU)和1,1-二氯(4-氯苯基)-2,2-乙醇(DDOH)。卟啉的结构对DDT的降解率也有明显的影响,例如在同样电解3小时的情况下,(TPP)FeCl作为催化剂时DDT的降解率可达100%,而用(OEP)FeCl时降解率为88%,用(TPP)Co时只有68%。另外DDT的降解产物也会随着控制电位电解时间的不同而发生变化,其降解率则随着电解时间的增加而提高。
其他文献
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学位
本文选取Ce(Ⅲ)、Th(Ⅳ)作为模拟核素,研究实时合成水滑石对模拟核素的分离效果及其煅烧产物对模拟核素的固化效果。   由实验确定的实时合成水滑石分离模拟核素Th(Ⅳ)的