光照下低分子量有機(jī)酸(或醇)對Cr(Ⅵ)的還原作用研究.pdf

1、重金屬鉻（Cr）在環(huán)境中主要以兩種形態(tài)存在，即Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）。Cr（Ⅲ）毒性低，是人體必須的微量元素；而Cr（Ⅵ）毒性大，對環(huán)境造成嚴(yán)重危害。目前治理Cr（Ⅵ）的常用方法是利用其強(qiáng)氧化性，加入Fe（Ⅱ）、SO2等還原劑，將Cr（Ⅵ）還原為Cr（Ⅲ）。環(huán)境中許多有機(jī)物都能還原Cr（Ⅵ），對于有機(jī)物還原Cr（Ⅵ）的熱反應(yīng)報(bào)道很多，但對于光化學(xué)反應(yīng)研究較少。光催化法可利用太陽能，是自然環(huán)境中Cr（Ⅵ）還原的重要途徑。本文主要研究不同光

2、源照射下，Mn（Ⅱ）對低分子量有機(jī)酸（或醇）還原Cr（Ⅵ）的催化作用以及光和TiO2對酒石酸還原Cr（Ⅵ）的反應(yīng)機(jī)理和及其影響因素。
　　 本論文共分兩部分：
　　 第一部分：通過批式試驗(yàn)研究了不同光條件下，Mn（Ⅱ）對六種有機(jī)酸或醇：檸檬酸、丁二酸、酒石酸、蘋果酸，正丙醇、丙三醇還原Cr（Ⅵ）的影響。結(jié)果表明，不同光條件下反應(yīng)速率為：紫外光照射>365nm特征波長照射>可見光照射>避光。避光條件下外加Mn（Ⅱ），3種a

3、-OH酸（檸檬酸、酒石酸、蘋果酸）對cr（Ⅵ）還原速率為檸檬酸>酒石酸>蘋果酸，而分子式中不含a-OH的丁二酸和不舍羧基的正丙醇、丙三醇在避光條件下不具還原性?？梢姽庹丈湎拢?、丙三醇開始緩慢還原Cr（Ⅵ），丙三醇快于正丙醇，羥基數(shù)目增多有利于Cr（Ⅵ）的還原；丁二酸也開始還原Cr（Ⅵ），羧基結(jié)構(gòu)有利于Cr（Ⅵ）的還原；3種a-OH酸在無Mn（Ⅱ）時(shí)還原速率為酒石酸>檸檬酸>蘋果酸，外加Mn（Ⅱ）后速率為檸檬酸>酒石酸>蘋果酸。紫外

4、光照射下，無論有Mn（Ⅱ）或無Mn（Ⅱ）存在，3種a-OH酸均在10-12分鐘內(nèi)將Cr（Ⅵ）完全還原。365nm特征波長照射下，紫外光能量減弱，Mn（Ⅱ）的參與對羥基還原Cr（Ⅵ）的抑制作用進(jìn)一步凸顯，3種a-OH酸均為無Mn（Ⅱ）快于有Mn（Ⅱ）；且365nm特征波長照射下，外加Mn（Ⅱ）對Cr（Ⅵ）的還原速率為檸檬酸>蘋果酸>酒石酸。
　　 第二部分：研究了避光條件、可見光照射及紫外光照射時(shí)TiO2對酒石酸還原Cr（Ⅵ）的影

5、響及其作用機(jī)理。結(jié)果表明，在避光條件下pH為4時(shí)，單獨(dú)的酒石酸對Cr（Ⅵ）的還原作用很弱，即使外加TiO2反應(yīng)仍然十分緩慢。其他條件相同時(shí)，可見光照射能加速酒石酸對Cr（Ⅵ）的還原，2h內(nèi)即有10％的Cr（Ⅵ）被還原；外加TiO2后反應(yīng)速率進(jìn)一步提高，40min內(nèi)有80％的Cr（Ⅵ）被還原。與可見光照射下的相比較，紫外光照射對酒石酸還原Cr（Ⅵ）的反應(yīng)有更顯著的催化作用，無TiO2存在時(shí)，反應(yīng)150min時(shí)初始濃度為100μmol/L的