CCl4在離子液體中的溶解及其在水溶液中的催化降解研究.pdf

1、四氯化碳（CCl4）是一種常用的有機(jī)溶劑和重要的工業(yè)原料，廣泛應(yīng)用于清洗、涂料、制藥、皮革等行業(yè)。CCl4的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，難以自然降解，通過(guò)揮發(fā)、泄漏、排放等多種途徑進(jìn)入環(huán)境后，能夠不斷積累，長(zhǎng)期穩(wěn)定存在，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成持續(xù)性嚴(yán)重危害。同時(shí)，由于CCl4具有易于揮發(fā)、類脂物可溶的特點(diǎn)，可以通過(guò)呼吸道、皮膚和粘膜系統(tǒng)的吸收而進(jìn)入生物體，從而對(duì)肝臟等器官產(chǎn)生不可逆的生物毒害。要減少或消除CCl4對(duì)人類生存環(huán)境的危害，除了盡可能降低產(chǎn)量和用量

2、外，對(duì)CCl4進(jìn)行高效的轉(zhuǎn)化、降解或替代處理，當(dāng)屬行之有效的解決途徑。
　　本論文主要涉及以下研究?jī)?nèi)容：
　　1. CCl4在離子液體中的溶解行為和溶解熱力學(xué)。在298.15-318.15K溫度范圍內(nèi)，精確測(cè)定了7個(gè)溫度下CCl4在1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽([Bmim][NTF2])、1-丁基-3-甲基咪唑二氰銨鹽([Bmim][N(CN)2])、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽([Bmim][PF6])和1

3、-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽([Bmim][BF4])4種離子液體中的溶解度；提出了一個(gè)經(jīng)驗(yàn)式，對(duì)溶解度和溫度之間的關(guān)系進(jìn)行了精確關(guān)聯(lián)；根據(jù)熱力學(xué)原理和方法，計(jì)算獲得了CCl4在離子液體中的標(biāo)準(zhǔn)溶解自由能ΔGθs、標(biāo)準(zhǔn)溶解焓ΔHθs和標(biāo)準(zhǔn)溶解熵ΔSθs等熱力學(xué)函數(shù)變化值，從熱力學(xué)角度提出了離子液體對(duì)CCl4的溶解驅(qū)動(dòng)力；同時(shí)，分析比較了溫度對(duì)溶解能力的影響;基于離子液體的極性特征，對(duì)CCl4在離子液體中溶解能力的差異進(jìn)行了理論探討。<

4、br>　　2.超聲協(xié)同零價(jià)鐵還原降解溶液中的CCl4。選取反應(yīng)溫度、零價(jià)鐵投加量、pH值和超聲功率4個(gè)主要影響因素，采用正交優(yōu)化法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行了不同條件下零價(jià)鐵還原降解CCl4的研究。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的極差分析處理，判斷出了各因素的主次關(guān)系及其最優(yōu)化的反應(yīng)因素配置?；谒脙?yōu)化工藝條件，進(jìn)一步研究了反應(yīng)溫度、零價(jià)鐵投加量、pH值、超聲功率等單一因素對(duì) CCl4降解效果的影響規(guī)律，并對(duì)超聲協(xié)同下零價(jià)鐵還原CCl4的降解機(jī)理進(jìn)行了簡(jiǎn)要分

5、析。借助化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理，計(jì)算獲得了不同反應(yīng)條件（反應(yīng)溫度、零價(jià)鐵催化劑投加量、pH值、超聲功率）下CCl4降解的反應(yīng)速率常數(shù)，從動(dòng)力學(xué)角度解析了CCl4的降解規(guī)律。
　　3.超聲輔助Fenton法深度氧化降除溶液中CCl4的研究?；贔enton氧化技術(shù)，借助于高頻高能的超聲輻射，研究了超聲功率、反應(yīng)溫度、pH值、H2O2濃度、Fe2+濃度5個(gè)關(guān)鍵因素對(duì)CCl4降解率的影響，分析了這些因素之間的交互作用規(guī)律，獲得了它們之間的優(yōu)

6、化配置關(guān)系。以最優(yōu)反應(yīng)條件為基礎(chǔ)，著重研究分析了反應(yīng)溫度、pH值、H2O2/Fe2+摩爾比對(duì)溶液中CCl4的降解規(guī)律。同時(shí)，結(jié)合CCl4降解過(guò)程所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì) lnc0/c與反應(yīng)時(shí)間t之間的關(guān)系加以擬合，計(jì)算得到了CCl4降解的反應(yīng)速率常數(shù)，根據(jù)Arrhenius方程，明確了反應(yīng)速率常數(shù)隨溫度的變化關(guān)系。
　　4.γ-Bi2MoO6光催化劑的制備、表征及其對(duì)溶液中CCl4的光催化降解。利用表面活性劑輔助水熱法制備了γ-Bi2Mo

7、O6光催化劑，借助X射線粉末衍射對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了物相表征。以光催化降解溶液中的CCl4為基礎(chǔ)反應(yīng)，對(duì)γ-Bi2MoO6的催化降解活性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。通過(guò)正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，詳細(xì)考察了γ-Bi2MoO6投加量、可見(jiàn)光功率、pH值和反應(yīng)時(shí)間4個(gè)反應(yīng)條件下CCl4溶液的催化降解規(guī)律，獲得了這些因素之間的最優(yōu)化組合方案。根據(jù)最優(yōu)化反應(yīng)條件，進(jìn)一步研究了反應(yīng)溫度、pH值、γ-Bi2MoO6投加量等單一因素的改變對(duì)CCl4降解效果的影響。同時(shí)，在紫外光、可見(jiàn)