异丙甲草胺在氧化铝界面的亲核置换转化动力学及其影响因素

采用批处理实验的方法研究γ-Al2O3界面上亲核试剂硫化钠作用下异丙甲草胺的转化动力学及其影响因素。结果表明,硫化钠作为一种亲核试剂,能促使异丙甲草胺发生亲核置换转化,且可以进一步提高异丙甲草胺在氧化铝多相反应体系中的转化速率。结果还表明,随着硫化钠浓度的升高,异丙甲草胺降解动力学常数k值也相应增加(当硫化钠浓度为5 mmol·L 1时,k值为0.043 h 1;而当硫化钠的浓度为100 mmol·L 1时,k值上升到0.974 h 1),以速率常数k值与硫化钠初始浓度作图,发现速率常数k与硫化钠浓度成正相关线性关系,其相关系数达到0.985;多相体系中反应溶液的pH会影响异丙甲草胺的转化速率,在含有10 mmol·L 1硫化钠的γ-Al2O3体系中(温度为25℃),溶液pH值由6.0上升到10.0,异丙甲草胺降解动力学常数k由0.046上升到0.195 h 1;异丙甲草胺的转化速率与多相体系中的反应温度呈显著正相关关系,转化速率取决于体系的反应温度,温度越高,转化速率越大;热力学Arrhenius经验式求得异丙甲草胺的活化能Ea=49.9 kJ.mol 1。转化速率与温度的关系为:lnk=6.005 4×103/T+17.868。     

O_3/UV法降解水中对硝基酚

研究了臭氧、臭氧/紫外光(O_3/UV)法降解对硝基酸过程中各种操作条件(包括气量、气相臭氧浓度、温度、初始pH值、初始TOC值以及紫外光强度等)的影响.臭氧与紫外光相结合对去除TOC有协同效应.根据实验确定出这一过程的宏观动力学方程.     

活性炭负载TiO2催化臭氧氧化去除水中酚的研究

本文采用活性炭负载TiO2作催化剂对臭氧氧化去除含酚废水进行了研究．研究了不同的酚初始浓度、pH值及臭氧浓度对苯酚去除率的影响，获得了反应动力学常数．实验结果表明：苯酚初始浓度越小，去除率越高．在本实验条件下，向150mL苯酚溶液中通入浓度为3．48mg/L、流量为0．05m^3／h的臭氧化空气反应30min去除率即可达到99％以上。     

高岭土界面Fe(Ⅱ)吸附与邻硝基苯酚还原转化的交互反应研究

研究了高岭土界面亚铁吸附与邻硝基苯酚(2-nitrophenol,2-NP)还原转化的交互作用.考察了反应pH值、界面吸附铁密度、反应温度(T)对2-NP的还原动力学的影响.结果表明,吸附态Fe(Ⅱ)为2-NP还原转化的关键物种,高龄土界面Fe(Ⅱ)吸附能明显提高还原反应的反应速率.2-NP的还原转化速率常数(k)随着反应pH值的升高、吸附铁密度的增加、反应温度的升高而增大,ln k与pH、吸附铁密度、1/T都具有明显的线性关系.2-NP还原转化的活化能为87.15 kJ·mol-1,吸附反应的活化能为18.5 kJ·mol-1.该研究可为土壤矿物界面物理化学与氧化还原的交互反应过程研究提供借鉴.     

水中溶解臭氧分解反应动力学研究

本文报导水中溶解臭氧的分解反应动力学研究结果。在液温10—30℃、PH5.3—8.0、臭氧浓度为2毫克/升以下时,臭氧分解速度与臭氧浓度呈一级反应动力学关系,与OH-浓度呈0.2级反应动力学关系。臭氧分解速度常数随液温升高而增大。测得臭氧分解反应的活化能为61.2kJ。在上述条件范围内,臭氧分解速度方程为:     

双氯芬酸在水环境中光降解的初步研究

考察了在模拟太阳光照射下,双氯芬酸初始浓度、pH值、光强、温度、丙酮和双氧水对双氯芬酸光解的影响,并通过淬灭实验初步探讨了双氯芬酸光解.结果表明,双氯芬酸的光降解过程符合准一级动力学方程.光解速率随着双氯芬酸初始浓度的降低、光强的增强以及温度的升高而增大.当pH值从3变化到5时,反应速率常数变大;pH值从5变到8时,反应速率常数变小,再继续增大pH值,反应速率常数增大.水环境中存在的双氧水和丙酮对双氯芬酸的光解具有促进作用.最后,通过淬灭实验表明双氯芬酸的光解过程包括直接光解以及通过活性氧物种进行的自敏化光解.     

模拟饮用水消毒过程中高铁酸钾降解吲哚美辛的动力学分析

模拟饮用水消毒过程中高铁酸钾(Fe(Ⅵ))对吲哚美辛(IDM)的降解,考察了Fe(Ⅵ)投加量、IDM初始浓度、溶液pH值、温度等因素对IDM降解速率的影响.实验结果表明,Fe(Ⅵ)可以有效地去除饮用水中的IDM,当Fe(Ⅵ)投加量为0.3 mmol·L~(-1),溶液pH值为7,温度为25℃时,反应20 min后IDM的去除率达到95%,其反应过程符合准一级反应动力学模型;准一级动力学常数与Fe(Ⅵ)的投加量正相关,与IDM的初始浓度负相关;pH值升高会降低反应速率,温度升高会加快反应的进行.将不同温度条件下反应速率常数进行线性拟合,推算出了Fe(Ⅵ)与IDM反应的热力学参数Ea、ΔH和ΔS的值分别为15.79 J·mol~(-1)、13.27 J·mol~(-1)、-183.76 J·mol-1·K~(-1),说明该反应是吸热反应,同时活化能较低也说明了该反应在常规饮用水消毒条件下即可进行.TOC测定实验表明,Fe(Ⅵ)对IDM的矿化效率较低,大部分IDM转化成其它大分子有机物.     

3-甲基丁酮与OH自由基反应的速率常数及其机理研究

在(298±3)K的温度下,采用相对速率法测得了3-甲基丁酮与OH自由基在气相中的反应速率常数:k=(2·6±0·4)×10~(-12)cm~3·molecule~(-1)·s~(-1).该结果与根据结构活性法估算的结果相一致.实验中还测定了该反应的主要产物:丙酮、甲醛和过氧乙酰基硝酸酯(PAN),讨论了该气体在NOx存在下与OH自由基反应的机理.根据上述实验结果讨论了3-甲基丁酮对对流层臭氧浓度的影响:3-甲基丁酮在大气对流层中的氧化反应活性不高,它的主要氧化产物丙酮同样具有低的反应活性.因此,3-甲基丁酮对大气中臭氧生成的贡献不是很大.     

硫酸介质中高锰酸钾氧化降解非离子表面活性剂Tween-80动力学研究

应用光谱法研究了硫酸介质中,高锰酸钾氧化降解非离子表面活性剂Tween-80(聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯)的动力学性质,探讨了高锰酸钾和硫酸浓度,以及反应温度对氧化降解过程的影响,结果表明,氧化降解反应的速率常数(k)随着硫酸浓度的增大而增大,但却随着高锰酸钾浓度的增大而减小;温度对反应速率常数的影响,较好地遵循阿累尼乌斯公式.通过对反应混合物浊点变化的分析,说明了非离子表面活性剂Tween-80分子中存在活性较高的氧乙烯结构单元,是其被高锰酸钾氧化降解的根本原因.     

改性稻草对Cr(Ⅵ)的吸附动力学

以氢氧化钠作为预处理剂,以环氧氯丙烷作为醚化交联剂,以三甲胺作为季铵化反应剂,对原稻草进行改性;比较改性前后稻草的吸附效果,探究pH对吸附效果的影响以及不同初始浓度、温度条件下改性稻草吸附Cr(Ⅵ)的动力学特性.结果表明,改性稻草对Cr(Ⅵ)的吸附量得到很大提高;pH值在2.0—6.4之间时,Cr(Ⅵ)的吸附量达到最大值,本实验选择pH=6.4;不同Cr(Ⅵ)初始浓度和不同温度下,准二级速率方程相关系数R2的范围为0.9562—0.9982,证明准二级速率方程能够很好地描述改性稻草对Cr(Ⅵ)的吸附过程,准二级速率方程的吸附速率常数k2随温度的升高而增大;准一级速率方程只适合描述Cr(Ⅵ)吸附过程的初始阶段,吸附过程受颗粒内扩散的控制;稻草秸秆通过化学改性制成表面有季铵基的氯型吸附剂,Cr(Ⅵ)的阴离子与改性稻草上的氯离子交换从而得以去除.     

天气条件对福州近地层臭氧分布的影响

利用2009—2010年福州市近地层臭氧连续观测资料,并结合气象资料分析不同天气型对臭氧浓度变化的影响,以及臭氧浓度与气象要素的相关性。结果表明:在高压后部、地面倒槽等6种天气型影响下,福州市臭氧浓度值较高;在低涡锋面、台风(热带辐合带)等4种天气型影响下,臭氧浓度值较低。导致福州市臭氧平均浓度值最高的天气型是台风(热带辐合带)外围,最低的是低涡锋面系统。高压后部、地面倒槽和锋前暖区等强暖性、且非常不利于污染物扩散的天气型易造成臭氧浓度超标。臭氧浓度与气象要素关系密切,与温度、日照、太阳辐射显著正相关,与云量、相对湿度、降水量显著负相关,受偏南和偏东风影响,平均风速较大时,臭氧浓度较高,在SSE方位上臭氧小时浓度超标率最高。     

催化臭氧氧化降解罗丹明B的初步研究

研究了过渡金属硝酸盐及Al2O3为载体担载催化剂在罗丹明B臭氧氧化过程中的催化作用,考察了温度、pH值以及催化剂浓度等因素对反应的影响.结果表明,过渡金属离子可显著地提高罗丹明B的脱色速率,而担载型过渡金属氧化物催化剂活性较低.较低的pH值和反应温度有利于罗丹明B的催化臭氧化.罗丹明B溶液经过催化臭氧氧化后COD去除率可提高24%.     

臭氧氧化降解水溶液中1—萘酚的动力学研究

本文研究了水溶液中１－萘酚在鼓泡反应釜内臭氧氧化的消失动力学,考察了ｐＨ值、温度、自由基清除剂和１－萘酚的起始反应浓度等因素对反应的影响。结果表明,ｐＨ值、反应温度的提高有利于１－萘酚的降解。１－萘酚初始浓度低时其消失速率较高。该反应是有自由基反应贡献的分子臭氧氧化反应。在重碳酸盐存在下,１－萘酚的臭氧氧化降解符合一级反应动力学。     

pH值对零价铁还原降解模拟地下水中硝基苯的影响

通过批次实验,研究了不同pH值对零价铁还原模拟地下水中硝基苯的影响,结果表明:零价铁通过还原反应可有效降解地下水中的硝基苯,在控制pH值为3-12的硝基苯还原降解试验中,反应的最佳pH值为3;随着反应的进行pH值呈现逐渐升高的趋势;在各种pH值条件下,硝基苯的还原速率符合假一级动力学模型,表观速率常数kobs随pH值的降低而增加;硝基苯的还原速率和苯胺的生成速率都随pH值升高而减小;另外,零价铁还原硝基苯的最终还原产物为苯胺.     

石英砂负载氧化铁吸附除锑的研究

考察了石英砂负载氧化铁(IOCS)在不同的实验条件下(无机阴离子种类及其离子强度、 pH值、IOCS投加量、温度等)对水溶液中锑的去除效果.结果表明:三种无机阴离子(NO-3,Cl-,SO2-4)对IOCS吸附锑的去除率、吸附容量以及反应速率几乎没有影响;在pH3-9范围内,锑的去除率达到90%.二级反应动力学模型及Langmuir等温吸附模型可分别较好地描述锑的吸附动力学及吸附等温线实验结果.随着温度的增加,反应速率以及吸附容量也随之增加.     

O3／UV法降解水中对硝基酚

研究了臭氧，臭氧／紫外光法卫解对硝基酚过程中各种操作条件得，气相臭氧浓度，温度，初始ｐＨ值，初始ＴＯＣ值以及紫外光强度等的影响。臭氧与紫外光相结合对去除ＴＯＣ有协同效应。根据实验确定出这一过程的宏观动力学方程。     

酸性条件下红壤表面Pb反应动力学的能量特征

用自行设计的动力学装置研究了酸性条件下Pb在红壤表面的反应动力学能量特征.结果表明,酸性条件下,Pb吸附分为快反应和慢反应.用一级动力学方程拟合的Pb最大吸附量,随酸度增加显著下降,随温度升高提前达到平衡.用扩散速率常数计算的活化能(△E*)随酸度的增加而增加,Pb扩散需克服的能障加大;△H值为正,温度升高可促进Pb的扩散;AS值均为负,说明吸附反应使体系有序度增加.原液pH为4.5和5.6时,流出液的pH急剧下降;pH3.8和3.3时流入液比流出液的pH高,是由于土壤的缓冲作用和土壤表面质子化;当溶液中H+超过一定数量后,反应初期的H+消耗是快反应过程.H+对矿物的溶蚀成为速率控制步骤.     

酸性条件下H+ - Cu2+在红壤表面反应的能量特征

研究了酸性条件下H -Cu2 在红壤表面反应动力学的能量特征,结果表明:酸性条件下Cu2 的吸附分为快反应和慢反应两个阶段.用一级动力学方程拟合,Cu2 的最大吸附量随酸度的增加而显著下降,随温度的升高提前达到平衡.用双常数方程描述Cu2 在吸附点位能量分布的不均匀性,用扩散速率常数b计算,活化能(Eb*)随酸度的增加而增加,Cu2 扩散需要克服的能障变大;ΔH*值为正,温度升高可促进Cu2 的扩散;ΔS*均为负值,表明吸附反应使体系的有序度增加.原液pH值为3.8和3.3时,流出液的pH值高于原液,这是由于土壤的缓冲作用、土壤表面质子化和硫酸根专性吸附释放的羟基中和;反应初期H 消耗是快反应过程,反应后期H 对矿物的溶蚀为速率控制步骤.     

零价铁活化过硫酸钠对偶氮染料4BS的脱色机理

以直接耐酸大红4BS为研究对象,利用零价铁(ZVI)活化过硫酸钠(PDS)对其进行脱色研究,考察了PDS浓度、ZVI浓度、pH、温度等对脱色的影响.结果表明,一定浓度的ZVI与PDS联合使用能促进大红4BS的脱色,在20 min时脱色率达98.79%,远高于使用单一药剂的效率,且反应符合准一级反应动力学方程.低pH有利于反应的进行,随着pH值降低,反应速率逐渐加快,在pH=10.42时,反应90 min仅脱色9.41%,而在pH=3.03时脱色率达95.57%.温度的升高虽然能加快大红4BS的脱色,但是会使PDS的利用率降低,当温度由20℃增大到60℃时,PDS的利用率降低12%,且温度对大红4BS降解速率的影响符合阿伦尼乌斯模型(R2=0.988),计算的活化能为14.44 k J·mol-1.分别以叔丁醇与异丙醇为分子探针的自由基清除实验显示:ZVI活化PDS降解大红4BS是以SO-4·为主导的自由基反应过程.     

溴氯海因在水环境中的降解及其对4种水生生物的急性毒性

研究了新型消毒剂溴氯海因(BCDMH)在水环境中的降解规律及其影响因素以及BCDMH对4种不同生态位水生生物(发光菌、小球藻、大型溞和斑马鱼)的急性毒性.结果表明:1)BCDMH的正辛醇/水分配系数(Kow)为3.74(25℃),在水环境中的降解符合一级动力学方程C=C0×e-k·t,其一级反应速率常数k随温度升高而增大,25℃时k值为0.3577,半衰期为1.72d.2)pH6～9时,pH值越低BCDMH降解越快,碱性条件对其降解有显著抑制;自然光照和曝气有利于BCDMH的降解.3)BCDMH对斑马鱼的96hLC50=3.68mg·L-1,属高毒;对大型溞的24hLC50=1.44mg·L-1,属高毒;对小球藻的96hEC50=4.15mg·L-1,属高毒;对发光菌的1hEC50=0.62mg·L-1,属极高毒.