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3,4-二氯苯酚(3,4-dichlorophenol,3,4-DCP)作为一种环境内分泌干扰物质(Environmental Endocrine Disruptors,EEDs),是生产大宗化工产品的一类重要的中间原材料。3,4-DCP具有多重毒性、“三致”(“致癌、致畸、致突变”)效应和难降解性,此外,它的特性还兼有挥发性和脂溶性。近年来,随着工业废水大量排入环境,越来越多的研究表明3,4-DCP会对生态环境和人类健康构成威胁。针对环境水体中的3,4-DCP潜在污染问题,目前已有学者研究使用了絮凝、沉淀、化学氧化和好氧/厌氧微生物降解等传统水处理技术来降低3,4-DCP的可能危害。但是传统水处理技术对其去除率低,存在可能生成氯酸盐等风险。高铁酸盐作为一种新型的多功能复合水处理试剂,常被用于污染废水的消毒和预氧化处理过程,已被证实能够有效去除多种难降解无机和有机污染物。同时,已有大量研究表明高铁酸盐工艺可以有效去除污染水中的氯酚类化合物,但是缺乏氧化降解3,4-DCP的详细动力学和反应机制研究。因此,本论文详细研究了高铁酸盐氧化降解3,4-DCP的去除效果、反应动力学和反应机理,旨在为实际污染水处理过程中高效率氧化降解3,4-DCP提供多样化的选择。建立了一种简单快速测定高铁酸盐纯度的滴定方法。快速、准确的高铁酸盐定量分析方法是高铁酸盐的研究与应用基础。本文建立了一种基于硫代硫酸钠置换滴定法的高铁酸盐定量分析的新方法。实验结果表明,在加入碘化钾为高铁酸盐的300倍时(摩尔比),反应体系中加入1 mL 1 mol·L-1盐酸,反应时间5 min,即可使用硫代硫酸钠标准溶液定量分析待测高铁酸盐的纯度。该方法弥补了现有滴定法的不足,操作简单,分析快速,无需大型仪器设备,准确度和精密度高,体系稳定好,能够适用于各种类型高铁酸盐的纯度分析。研究了不同因素对高铁酸盐降解3,4-DCP效能的影响。高铁酸盐降解3,4-DCP的效能高低决定了高铁酸盐氧化工艺的效能。实验结果表明,在高铁酸盐与3,4-DCP的反应摩尔比为2:1时,降解效率可达50%,然而由于反应中间产物的存在,摩尔比为9:1时,降解效率才达到100%。在不同摩尔比条件下进行了氯离子释放效率和氯酸盐副产物的定量分析,发现氯离子的释放较为缓慢,在3,4-DCP完全矿化的条件下,氯离子也没有完全释放,而是在摩尔比为20:1时才完全检测到游离出来的氯离子。整个过程没有氯酸盐的生成。不同种类的共存物质对高铁酸盐降解3,4-DCP效率的影响不同:HCO3-、Cu2+、Ca2+等物质对反应起到了一定的促进作用,SO42-、NO3-、Cl-、Mg2+等物质对反应几乎没有影响,而CO32-、NH4+、Al3+及腐殖酸的存在对反应起到了一定的抑制作用。在不同pH(6.5~10.5)条件下,降解效率随着pH的增加先增加后降低,并在pH=8.5时达到最大降解率。温度对反应降解效率的影响较小,25℃是一个经济的选择。探讨了不同条件下高铁酸盐与3,4-DCP的反应动力学。对反应进行动力学方面的研究,才能证明高铁酸盐降解3,4-DCP在实际应用中的可行性。研究表明,在准一级反应条件下,高铁酸盐和3,4-DCP的反应遵循二级反应动力学。反应的表观活化能为36.03 kJ·mol-1。表明该反应是一个快速反应,受温度的影响较小。在pH=7.0,温度为25℃条件下,表观二级反应速率常数为3.2×10~2 M-1·s-1。反应速率受pH的影响较大,随着pH的增大而急剧减小。对实验得到反应速率常数进行非线性拟合,计算出3个平行反应的反应速率常数为k(HFeO4-+3,4-DCP)=3.60×10~2 M-1·s-1,k(HFeO4-+3,4-DCP-)=6.22×10~3 M-1·s-1,k(FeO42-+3,4-DCP)=2.60×10~2 M-1·s-1。推测了高铁酸盐与3,4-DCP氧化反应的可能反应机理。反应机理的研究能帮助深入理解高铁酸盐氧化3,4-DCP反应的路径并对其进行可能的优化。通过HPLC、IC、HPLC-MS等仪器,结合高铁酸盐的反应特性和3,4-DCP的结构特点,推测出5种反应中间产物。Fe(Ⅵ)氧化3,4-DCP的反应可能有两条平行反应路径,一条是3,4-DCP的对位氯取代,一条是3,4-DCP的间位氢取代。随着反应的进行,母体物质和中间产物的羟基取代物逐渐被高铁酸盐的氧化作用降解,形成的副产物主要有氯代酚类、醌类及其它一些结构简单的有机小分子酸和醇,在高铁酸盐活性物质作用下最后被降解为CO2和H2O。