熱活化過(guò)硫酸鈉降解多種染料有機(jī)物的規(guī)律研究.pdf

1、活化過(guò)硫酸鹽高級(jí)氧化技術(shù)是近些年來(lái)環(huán)境污染治理領(lǐng)域發(fā)展起來(lái)的一種新型高級(jí)氧化技術(shù)（Advanced oxidation processes,AOPs）。室溫下的過(guò)硫酸鹽較為穩(wěn)定，氧化效果并不明顯，但在光、熱、聲和過(guò)渡金屬等活化條件下，S2O82-分解產(chǎn)生SO4-·，SO4-·的氧化還原電位為2.6V，接近羥基自由基（OH·，E0=2.7V），理論上可降解水中大部分有機(jī)污染物。
　　論文采用熱活化過(guò)硫酸鈉氧化法研究了皂黃、亞甲基藍(lán)、

2、溴酚藍(lán)等29種染料型有機(jī)物在不同pH條件下的降解效果，活化溫度為60℃。采用色度和總有機(jī)碳（Total organic carbon,TOC）來(lái)表征有機(jī)物的去除率，并且研究了26種有機(jī)物色度降解速率常數(shù)（即一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)）和24種有機(jī)物的TOC去除速率與量子化學(xué)結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系，得出結(jié)論如下：
　　(1)熱活化過(guò)硫酸鈉氧化有機(jī)物2h后，色度有明顯的去除效果，絕大多數(shù)有機(jī)物在三個(gè) pH條件下的色度去除率都達(dá)到了80%以上。有機(jī)

3、物在酸性條件下有更好的色度去除效果，其次堿性，中性條件下稍差。初始反應(yīng)符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)，并且酸性條件下有機(jī)物的色度降解最快，比中性和堿性條件相比分別快40%和12%；
　　(2)TOC的去除效果在酸性條件下最佳，堿性次之，中性最差。不同物質(zhì)的TOC去除效果有較大差異性，如堿性條件下皂黃的去除率高達(dá)99%，酸性條件下溴酚藍(lán)的去除率僅為7%。初始階段TOC的去除趨勢(shì)十分復(fù)雜，不同物質(zhì)差別很大，說(shuō)明熱活化過(guò)硫酸鈉對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)具有

4、很強(qiáng)的選擇性；
　　(3)采用Gaussian09/DFT/B3LYP/6-311g(d,p)基組進(jìn)行量子化學(xué)計(jì)算，得到17個(gè)分子結(jié)構(gòu)參數(shù)，探討了有機(jī)物色度和TOC去除的動(dòng)力學(xué)常數(shù)與量子化學(xué)參數(shù)的關(guān)系。Fukui(+)max和E（B3LYP）對(duì)堿性和中性條件下的色度降解都有較大關(guān)系，并且呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性。Bond order在三個(gè)pH條件下對(duì)TOC去除率的影響很大，F(xiàn)ukui(0)max在酸性和堿性條件下都對(duì)有機(jī)物的降解有很大關(guān)系。B