超聲過(guò)程中典型含溴副產(chǎn)物生成機(jī)制的研究.pdf

1、近年來(lái)利用超聲波技術(shù)處理降解水中的化學(xué)污染物尤其是難降解有機(jī)污染物的應(yīng)用取得了很大的進(jìn)展，它是一項(xiàng)新型的水處理技術(shù)，集高溫?zé)峤?、高?jí)氧化以及超臨界氧化等多種技術(shù)于一身，具有降解效率高、適用范圍廣，且可以與其他水處理技術(shù)聯(lián)合作用的優(yōu)點(diǎn)。超聲波技術(shù)在強(qiáng)化降解或者直接降解水體中有機(jī)污染物方面的實(shí)驗(yàn)室水平及應(yīng)用上研究報(bào)道也日益增加，取得了許多有價(jià)值的研究成果。但是，超聲水處理過(guò)程存在生成含溴副產(chǎn)物的風(fēng)險(xiǎn)，目前還沒(méi)有關(guān)于超聲空化氧化技術(shù)在降解水中

2、有機(jī)物的過(guò)程中生成含溴副產(chǎn)物的系統(tǒng)研究報(bào)道，嚴(yán)重影響到了超聲水處理技術(shù)的實(shí)際安全應(yīng)用，因此本文就超聲波水處理過(guò)程中無(wú)機(jī)含溴副產(chǎn)物的生成、對(duì)降解酚類物質(zhì)過(guò)的降解及降解酚類物質(zhì)過(guò)程中典型含溴副產(chǎn)物的生成進(jìn)行了研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴超聲空化氧化過(guò)程中無(wú)機(jī)含溴副產(chǎn)物生成的研究發(fā)現(xiàn)，在Br－存在條件下，超聲空化氧化反應(yīng)過(guò)程中能產(chǎn)生無(wú)機(jī)含溴副產(chǎn)物BrO3－，產(chǎn)生BrO3－的機(jī)理主要是在超聲空化作用的作用下，水分子分解產(chǎn)生·OH，·

3、OH與 Br－反應(yīng)生成 Br2·－，Br2·－再被·OH進(jìn)一步氧化，最終生成BrO3－。BrO3－在超聲聲能密度增大時(shí)的生成量有所下降，說(shuō)明BrO3－進(jìn)一步生成了BrO4－。⑵在超聲波降解酚類物質(zhì)研究中，選取了苯酚（P）和對(duì)硝基苯酚（4-NP）作為研究的目標(biāo)物。在不存在Br－的條件下，超聲對(duì)P和4-NP都存在一定程度的降解，但Br－的存在對(duì)超聲波降解酚類物質(zhì)具有促進(jìn)作用，并且降解反應(yīng)滿足擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。超聲對(duì)酚類物質(zhì)的降解途徑不僅有·

4、OH氧化途徑，還有Br2·－氧化途徑。4-NP的性質(zhì)與P類似，但其憎水性大于P，使得4-NP更容易進(jìn)入空化泡的氣/液界面參與·OH的競(jìng)爭(zhēng)。聲能密度越大，P和4-NP的降解速率越快。當(dāng)[Br－]0/[P]0為600時(shí)，P降解速率最大，當(dāng)[Br－]0/[4-NP]0為400時(shí)，4-NP降解速率最大。⑶在對(duì)超聲降解酚類物質(zhì)過(guò)程中生成溴代副產(chǎn)物的研究中，其中降解P的產(chǎn)物以2-溴苯酚、4-溴苯酚及2,4-二溴苯酚作為研究的目標(biāo)物，降解4-NP的產(chǎn)

5、物以2-溴-4-硝基苯酚和2,6-二溴-4-硝基苯酚作為研究的目標(biāo)物。實(shí)驗(yàn)證明，Br－存在條件下，超聲降解P有2-溴苯酚、4-溴苯酚及2,4-二溴苯酚生成，降解4-NP有2-溴-4-硝基苯酚和2,6-二溴-4-硝基苯酚生成。且對(duì)一溴代酚類物質(zhì)存在降解，對(duì)二溴代酚類物質(zhì)存在積累現(xiàn)象。超聲降解不同初始濃度酚類物質(zhì)過(guò)程中，5種產(chǎn)物的初始生成速率均先增大后減小。5種產(chǎn)物的初始生成速率都是隨著聲能密度的增大而增大。溴代酚類物質(zhì)的生成機(jī)理主要是：B