氯代烃在铜电极上的电还原特性和还原机理

采用循环伏安法,对氯代烃在铜电极表面上的电还原特性进行了研究,评价了它们在铜电极上的电还原反应活性,分析了此类化合物在铜电极上的还原机理,并且讨论了电还原反应活性和此类化合物结构之间的关系.结果表明,氯代烷烃和部分氯代芳烃在铜电极表面有还原电位,能在铜电极表面被直接还原.氯代芳烃不易在铜电极上被直接还原.实验结果为催化铁内电解法提供了理论依据.     

催化铁内电解法预处理硝基苯废水的机理研究

研究了硝基苯溶液在石墨和铜电极上的电还原特性,并评价了催化铁内电解还原产物的紫外光谱和电还原特性。结果表明,硝基苯能在铜电极上直接发生得电子还原反应,此即催化铁内电解法反应机理的显著特点。本方法对硝基苯废水进行预处理,是各种化学作用和电化学作用的综合效应,因此,具有较高的处理效率。     

Fe^0还原土壤中不同结构甲基和氯代硝基苯

采用零价铁（Fe^0）在常温常压下分别还原土壤中邻、间、对三种氯代硝基苯和硝基甲苯。结果表明：相同取代基在苯环上不同取代位置对还原率的影响差别不大。在硝基芳烃化合物浓度约为2．5×10^-6mol／g,Fe^0加入量为50mg／g,25℃条件下,经过5天反应,邻、间、对三种硝基甲苯的还原率均在70％左右,三种氯代硝基苯的还原率则在90％以上。结合计算机模拟所得的六种硝基芳烃的质子亲和力和电子亲和力,对硝还原这两类硝基芳烃的机理进行了初步探讨。     

Fe~0对土壤中硝基苯的还原作用

以恒温培养为方法,GC-MS为检测手段,研究了在常温常压下土壤中硝基苯(NB)在Fe0作用下的还原反应。结果表明:Fe0能将硝基苯苯环上的硝基转化为胺基,从而达到降低毒性、增加可生化性目的。反应条件如时间、零价铁用量、初始pH等均对NB的还原效率有重要影响,特别是当初始pH值控制在偏酸时更有利于反应的进行。在硝基苯浓度约为0.0025mmol/g的2.00g模拟污染土壤中,Fe0加入量50mg、初始pH=4、反应时间5h的条件下,零价铁对土壤中NB的还原效率可达到96.58%。此外,本文还对Fe0还原NB的反应机理进行了初步探讨。     

利用零价铁还原土壤中硝基苯类化合物的研究

利用零价铁(ZVI,Fe0)还原技术,对受2-硝基甲苯(OMNB)和2-氯硝基苯(OCNB)这2种硝基苯类化合物污染土壤的修复进行了研究.实验结果表明,在常温常压下,ZVI可有效地将土壤中的OMNB和OCNB还原成相应的苯胺类化合物,当2种硝基苯化合物在土壤中的含量均约为2.5×10-6 mol·g-1,ZVI加入量为25 mg·g-1,于25℃下反应6h,OMNB的还原率可达到97%,OCNB的还原率则高达100%;ZVI对OCNB的还原效率比OMNB稍高;这2种硝基苯类化合物的还原率均随反应时间的延长、ZVI用量的增加、温度的升高而升高,特别是当土壤初始pH值控制在偏酸性时更有利于还原反应的进行.此外,根据实验结果和相关的理论计算对ZVI还原硝基苯类化合物的反应机理进行了初步探讨.     

硝基芳烃对鲤鱼肝EROD活性影响的体外研究

在体外实验条件下,研究了9种硝基芳烃化合物对鲤鱼肝脏7-乙氧基异吩唑酮-脱乙基酶(EROD)的影响.结果表明,9种硝基芳烃化合物对EROD均有激活作用,在实验浓度范围内,EROD活性与浓度之间存在剂量-效应关系.实验发现苯环上同一位置的取代基不同或同一取代基在苯环上的位置不同,对EROD的激活程度的影响也不同.     

K2FeO4氧化降解3,4－二甲基苯胺的机理研究

以3,4－二甲基苯胺为目标污染物,高铁酸钾（K₂FeO₄）为氧化剂,考察催化氧化过程中的表观动力学及反应机制,确定高铁酸钾降解3,4 －二甲基苯胺的表观动力学方程为：r=0.0043C_A^0.486C_B^1.2477,反应级数为1.7337,符合准二级动力学方程.同时通过GC/MS技术,分析降解过程的中间产物,推测在高铁酸钾的作用下,3,4－二甲基苯胺先转变成2,4－二甲基苯胺,然后苯环上的氨基及甲基先后被氧化,生成4－硝基间苯二甲酸,再发生脱羧反应,生成硝基苯,硝基苯被高铁酸钾进一步攻击,生成苯环正离子,其后开环生成一系列小分子烃类物质,这些物质继续被氧化,最终生成二氧化碳与水.推测该氧化还原过程的控制反应为两步：第一步,高铁酸钾攻击3,4－二甲基苯胺苯环上的侧链;第二步为苯环的开环反应.此降解过程主要包括表面络合催化与界面催化两种反应机制.     

零价铁降解4-氯硝基苯动力学研究

实验采用无氧条件下不同浓度零价铁降解硝基芳香烃代表物4-氯硝基苯,研究4-氯硝基苯的降解速率及各产物的反应速率.根据化学反应计量学,通过准一级动力学方程对实验结果进行拟合,得到生成各产物反应速率,并利用穆斯堡尔技术检测零价铁的产物.结果表明,4-氯硝基苯的还原转化速率与零价铁浓度有关,中间产物4-氯亚硝基苯和4-氯苯基羟胺的生成和转化速率可通过拟合各反应速率得到.当零价铁浓度为1.04 g.L-1时4-氯硝基苯反应速率最快,反应速率常数为0.189min-1.反应过程中生成的亚铁离子在反应初期吸附在零价铁表面,各物质的生成和还原速率取决于零价铁表面的活性位点和各物质与零价铁之间的质量传递.     

零价铁对土壤中硝基苯类化合物的还原作用

用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对零价铁在常温常压下还原3种土壤中对硝基苯和间二硝基苯进行了研究.结果表明,硝基苯类化合物转化为苯胺等化合物,对硝基苯和间二硝基苯2种化合物在黏土中的还原率分别达到91%和90%.不同土壤物理化学性质与硝基苯类化合物的还原率有密切关系,表现为黏土>轻壤土>砂土的规律;中性偏酸的土壤有利于硝基苯类化合物的还原和降解,降解率随有机质含量升高而增高.     

碳纳米管电极电还原降解水中头孢他啶

通过SEM、FITR、CV、Tafel等表征,以头孢他啶为目标污染物,研究了自制多壁碳纳米管电极电还原难降解有机物等的特性,并用高效液相色谱检测反应后目标污染物的质量浓度.结果表明,该电极性能稳定,可耐受一定程度的腐蚀,具有较好的性能.循环伏安结果表明,在800 mV左右获得较大的氧化峰,峰值达到-0.2 mA,头孢他啶在该电极上的降解是不可逆的.碳纳米管电极电还原降解头孢他啶的适宜工艺条件为:电极间距1 cm,电压15 V,初始质量浓度1 mg·L-1,离子强度1 g·L-1,pH=6.0.此条件下,反应60 min,头孢他啶的去除效率可达90%以上,该降解过程为二级反应.     

Electrochemical reduction characteristics and mechanism of nitrobenzene compounds in the catalyzed Fe-Cu process

The reduction of the nitrobenzene compounds （NBCs） by the catalyzed Fe-Cu process and the relationship between the electrochemical reduction characteristics of NBCs at copper electrode and reduction rate were studied in alkaline medium（pH=11）. The catalyzed Fe-Cu process was found more effective on degradation of NBCs compared to Master Builder＇s iron. The reduction rate by the catalyzed Fe-Cu process decreased in the following order： nitrobenzene 〉4-chloro-nitrobenzene ≥m-dinitrobenzene ：〉 4-nitrophenol ≥2,4-dinitrotoluene 〉2-nitrophenol. The reduction rate by Master Builder＇s iron decreased in the following order： m-dinitrobenzene ≥4-chloro-nitrobenzene 〉4-nitrophenol 〉2,4-dinitrotoluene ≈nitrobenzene 〉2-nitrophenol. NBCs were reduced directly on the surface of copper rather than by the hydrogen produced at cathode in the catalyzed Fe-Cu process. The reduction was realized by the hydrogen produced at cathode and Fe（OH）2 in Master Builder＇s iron, It is an essential difference in reaction mechanisms between these two technologies. For this reason, the reduction by the catalyzed Fe-Cu depended greatly on NBC＇s electron withdrawing ability.     

硝基苯在温和条件下的电化学还原

在温和条件下(电流密度不大于1mA/cm²,pH4～9),研究电极材料对水中低浓度硝基苯电催化还原过程的影响.结果表明,S1、S2和AB₅电极均能将水中硝基苯高选择地还原为苯胺 ,硝基苯转化率大于85%,苯胺产率大于75%.循环伏安和快速线性扫描研究表明,硝基苯在S1和S2电极上主要进行直接还原,而在AB₅电极则主要通过电解产生的氢间接还原.生物降解实验表明,电解产物可以被AN3菌有效降解.     

金刚石膜电极对有机污染物的电催化特性

研究了化学气相沉积法(CVD)制备得到的掺硼金刚石膜电极的物理性质和电化学性能.用扫描电子显微镜(SEM)法表征了金刚石膜的表面微观结构,采用循环伏安法和交流阻抗法研究了电极的电化学性质.结果表明,金刚石薄膜表面形态为复晶结构,颗粒大小均匀,掺硼后使电极具有良好的导电性能.金刚石膜电极具有很宽的电势窗口,在酸性、中性和碱性3种介质中分别为4.3V、4.0V和3.0V.同时,金刚石膜电极的背景电流非常低,为-9×10^-6～5×10^-7A.在铁氰化钾电解液中,金刚石膜电极表面在反应过程中始终保持良好的活性,在表面进行的电化学反应具有良好的准可逆性,其电极动力学主要是受扩散过程所控制.金刚石膜电极对有机污染物的催化氧化作用具有选择性.与铂电极和石墨电极相比,金刚石膜电极对苯酚、硝基苯等芳香化合物的催化氧化强烈,氧化过程较为简单、彻底.这些性质表明金刚石膜电极是一种非常适用于环保处理的新型电极.     

Simultaneous elution of polycyclic aromatic hydrocarbons and heavy metals from contaminated soil by two amino acids derived from β-cyclodextrins

Two highly water-soluble amino acids, which derived from -CDs, i.e., glutamic acid- -cyclodextrin (GluCD) and ethylene-diamine- -cyclodextrin (EDCD), were synthesized and were examined for their e ect on solubilization of anthracene (ANT), complexation of cadmium (Cd2+), and elution removal of ANT and Cd2+ in soil. The results showed that GluCD and EDCD were powerful complexant for ANT and Cd2+. In the presence of 10 g/L GluCD and EDCD, the solubilization of ANT increased by 47.04 and 23.85 times compared to the control, respectively. GluCD resulted in approximately 90% complexation of Cd2+ while 70% complexation was observed for EDCD. Simultaneously, GluCD and EDCD could greatly enhance the elution removal of ANT and Cd2+ from soil. GluCD resulted in the highest elution e ciency of ANT and Cd2+.With the addition of 10 g/L GluCD, 53.5% of ANT and 85.6% of Cd2+ were eluted, respectively. The ANT had a negligible e ect on the Cd2+ removal due to di erent complexing sites of ANT and Cd2+, while Cd2+ enhanced the ANT removal under the addition of GluCD because Cd2+ neutralized the –COOH group of GluCD. Adversely, the removal of ANT was decreased with Cd2+ under the addition of EDCD, this was due to the fact that Cd2+ enhanced the polarity of EDCD molecule and inhibited the complexation between ANT and EDCD. The study suggested that GluCD could be preferred and be successfully applied to remediation of heavy metals or organic compounds in contaminated soil.     

“还原─偶氮光度法”测定废水中的硝基苯还原介质对方法灵敏度的影响

就“还原─偶氮光度法”还原介质对硝基苯还原率和分析方法灵敏度的影响进行了实验．实验的结果是：在硫酸介质中，硝基苯的平均还原率为９３．０％，分析方法的灵敏度是０．０１４７吸光度／微克硝基苯·在盐酸中为８５．３％和０．０１３７．实验结果表明，硝基苯在硫酸介质中还原优于盐酸。     

对硫磷分子印迹膜传感器的制备及识别特性

用电聚合的方法在金电极上制备了以对硫磷为模板分子的自组装邻氨基硫酚分子印迹膜传感器.在含有5 mmol/L对硫磷模板分子、5mmol/L四丁基高氯酸铵支持电解质和30 mmol/L邻氨基硫酚的二氯甲烷的聚合液中于-0.3～1.4 V范围内循环伏安扫描30圈即得到邻氨基硫酚印迹聚合膜.结合在印迹膜上的对硫磷模板分子用0.5 mol/L HCl溶液超声20 min洗脱.循环伏安法用于电化学检测.当富集时间为10 min,磷酸盐缓冲溶液的pH=6.8时,在1.0×10-4～5.0×10-7mol/L浓度范围内与对硫磷还原峰电流成良好的线性关系,检测下限为2.0×10～mol/L.用分子印迹膜传感器对实际样品进行分析,回收率为98.0%～104%.印迹膜传感器和非印迹膜传感器对一系列与对硫磷相近似的化合物如甲基对硫磷、对氧磷、辛硫磷、氧乐果、硝基苯及邻、间、对硝基苯酚进行检测,该传感器对对硫磷具有良好的选择性和灵敏度.