对-硝基苯胺水溶液辐照降解机理.pdfVIP

1 对-硝基苯胺水溶液的辐照降解机理 1, 2 1, 2 1, 2 1, 2 1 1 1,* * 2 马红娟 赵素芳 蒲长永 张 敬 曹长青 姚思德 王 敏 , 3 （1.中国科学院上海应用物理研究所，上海，201800 ；2. 中国科学院研究生院，北京，100039） 60 4 摘要：本文利用 Co射线稳态辐照对-硝基苯胺水溶液，研究其降解行为。通过对- 硝基苯胺的降解率、 5 溶液总有机碳 （TOC ）的去除率，考察对-硝基苯胺在辐照下的降解和矿化效果。设计各种辐照体系得到 6 了水辐解产生的各种活性粒子在降解过程中效果。结果表明，辐照是一种有效的去除水体中对-硝基苯胺 7 的方法，其降解率在不同体系中均可以达到 100%。高剂量下 TOC 去除率可以达到 30% 以上。用脉冲辐 8 解研究得到对-硝基苯胺与•OH 和 e -反应的瞬态吸收光谱并测得其反应速率常数。用GC-MS 对对-硝基 aq 9 苯胺的降解产物进行分析。并结合密度泛函理论计算初步推测了对-硝基苯胺在•OH 和e -作用下的降解机 aq 10 理。 11 关键词： 射线；对-硝基苯胺；辐照降解； 12 对-硝基苯胺 （p-NA）是工业上常用的一种中间体，用于生产染料、医药品、抗氧化剂、杀虫 13 剂和家禽用药物等方面。因此大量的p-NA也随着工业废水的排放被排放到环境中来。不幸的是p-NA 14 对环境存在长期危害。从其分子结构图中可以看到，p-NA在其苯环上有一个强的吸电子基团硝基(- 15 NO ) ，更加增加了这种化合物的化学和生物稳定性，使得p-NA很难用传统的方法氧化降解。而厌 2 1-2 16 氧降解p-NA会产生具有致癌性的亚硝基和羟胺类化合物 。因此世界范围内的学者们都在尝试使用 3-5 17 例如传统的物理、化学方法来研究处理含p-NA的废水 。 18 辐射技术在处理难生物降解的有机污染物也逐渐被人们所接受。辐射技术一般都在常温常压下 19 进行，工艺简单可靠，具有处理效果好、对环境没有影响等特点。在烟道气脱硫脱硝、挥发性有机 6-8 20 物脱除、饮用水和地下水净化、工业废水处理等方面显示了巨大的应用前景 。 21 然而，有机物的降解机理通常比较复杂而且各具千秋，特别是在不同的降解条件下。因此需要 22 设计不同的降解体系来进行研究。与此同时，一些活性降解中间体同样可以引发后续反应。它们的 23 存在只能靠时间分辨的方法进行研究。激光光解和脉冲辐解是研究反应中间活性自由基的一种有效 - 9 24 的手段。早在1977年，Van Der Linde就用脉冲辐解测得了p-NA与•OH和eaq 反应的速率常数 。但这 25 些数据从来没有被用在指导降解这类污染物的研究上。近些年来也有不少课题组在研究用光化学等 26 其它方法来降解p-NA4 、5 。但还没有人用辐射的方法来降解p-NA，文献中也很少对p-NA的降解机理 27 特别是