uv活化过硫酸盐降解双酚s【字数:5730】
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言(或绪论)1
1材料与方法2
1.1 实验材料 2
1.1.1实验试剂 2
1.1.2 实验仪器 2
1.2 实验方法3
1.2.1实验条件3
1.2.2 实验操作3
1.3分析方法3
2 结果与分析3
2.1 PS、UV、UV/PS降解双酚S3
2.2过硫酸盐投加量对双酚S降解的影响 4
2.3 pH对双酚S降解的影响 5
3 讨论6
致谢6
参考文献7
UV活化过硫酸盐降解双酚S的研究
引言
双酚S(bisphenol sulfone),化学名称为4, 4 二羟基二苯砜( 4, 4dihyo lroxy dipheny l sulfone), 分子式写作C12H10O4S, 它的相对分子质量为250.3 【1】。其结构式如图1所示。
图1 双酚S的结构式
双酚S熔点为248.5℃,高纯度的呈白色粉末状。双酚S易溶于N , N二甲基甲酰胺、乙酸乙酯和吡啶、甲醇、丙酮等,难溶于水。双酚S与双酚A的性质相似,都具有优良的耐热性、耐光性、抗氧化性。大量实验证明了双酚A的内分泌干扰性,使双酚A的应用受到了很大的限制[24]。
作为双酚A的一种代替品,双酚S被大量用于生产塑料制品。此外,双酚S还是一种重要的化学合成中间体,作为生产农药、染料等的原材料。然而,近年来,通过大量的动物实验和人体体外实验,双酚S 被科学家发现与双酚A具有相似的类雌激素活性 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: @351916072@
,即双酚S也是一种内分泌干扰素(环境荷尔蒙)。在双酚S的生产和应用期间,它有可能进入自然水体并不断累积,对自然环境和人体健康产生危害,并且难以通过常规的水处理工艺降解去除[5]。已有研究表明,双酚S会抑制人体胃蛋白酶、胰蛋白酶以及血清蛋白等多种蛋白质的活性。此外,双酚S还会导致心律失常从而引发心血管障碍,甚至能导致内分泌失调和生殖障碍[615]。
高级氧化技术(AOPs)是指利用声音、磁场、光等物理过程和化学过程,生成大量的自由基,它们的活性和氧化性都很强[16],这些自由基的氧化能力超过所有常见类型的氧化剂的氧化能力,利用这些自由基与有机污染物发生自由基链反应,进而破坏污染物结构,从而降解有机污染物的技术。常见的高级氧化技术有芬顿、催化臭氧、光催化、电解催化、湿式催化、超临界水氧化法等[17]。它在处理污染废水方面有反应速率快、有机物降解完全、无副产物、适用范畴广等特点。
立足于硫酸根自由基的高级氧化技术是去除持久性有机污染物(POPs)的新兴方法 [21]。在光、热、过渡金属离子、碱性等条件下,过硫酸根双氢键发生断裂,分解为硫酸根自由基SO4 (E0 = 2.6 3.1 V),相比过硫酸盐有更高的氧化能力(E0 = 2.01 V),这个过程叫做硫酸根的活化,它在难降解有机物的氧化过程中起到至关重要的用途。在硫酸根自由基的高级氧化过程中,还有羟基自由基(HO)的生成,这两种自由基都有较高的氧化还原电势,可以高效地降解POPs[18]。
与其他高级氧化技术相比,立足于硫酸根自由基的技术优点有:1)S2O82 的化学稳定性比O3和H2O2等其它氧化剂高,因此利用效率较高,可在地下环境中保存数周。2)溶解度大,且过硫酸盐溶液比重比水大,因此其可与有机污染物充分反应。3)过硫酸盐利用率高[19]。4)SO4降解有机污染物时受溶液pH的影响不大,可在近中性的水体系中使用,因此在废水、地下水及土壤中有机污染物的治理方面具有良好的应用前景。5) SO4的半衰期较长,极大提高了它与目标污染物的接触时间,能充分降解有机物[20]。
由于UV活化过硫酸盐的上述优点,该技术受到了越来越多的重视,目前已经有应用UV活化过硫酸盐降解布洛芬、卡马西平和甲基橙废水等相关研究。当前双酚A的危害已经广为人知,对于它的降解也进行过很多方法的研究,而双酚S作为双酚A的替代品,人们对它的关注点更多是在它的制备和投入生产,对于双酚S的污染情况人们相对还比较陌生。目前双酚S没有作为一个常规污染物指标用于水质监测,关于双酚S毒性的报道也非常少见,可见它的危害还未受到广泛关注。关于降解双酚S,仅有利用可见光芬顿等技术的研究。因此,本实验应用UV活化过硫酸盐技术降解双酚S,重点研究过硫酸盐投加量和pH对于双酚S降解效率的影响,以便增进对双酚S降解特性的了解,有利于今后预防和控制双酚S可能对自然环境和人类带来的危害。
1 材料与方法
1.1 实验材料
1.1.1 实验试剂
双酚S(> 99%)购于SigmaAldrich公司;过硫酸钠(Na2S2O8),纯度99.5%,同样购于SigmaAldrich公司;磷酸钾、氢氧化钠、硫酸均来自此公司。甲醇购于Tedia (Fairfield, OH)。所有试剂都在分析纯以上,实验原液使用超纯水。准确称取0.0626 g双酚S,用去离子水溶解并定容在250 ml容量瓶中,制得浓度为1 mM的双酚S母液,同样用去离子水配置100 mM的过硫酸钠溶液和500 mM的磷酸盐缓冲液,置于冰箱保存,反应溶液由母液加去离子水稀释。
1.1.2 实验仪器
采用日立L2000型高效液相色谱仪(Hitachi)对样品进行分析;SL1002N型电子天平;UP10A型超纯水器(南京前沿仪器设备有限公司)。实验操作流程严格遵守实验仪器和检测设备的使用说明。
1.2 实验方法
1.2.1 实验条件
光反应实验在体积为1 L的圆柱状光化学反应仪器中进行,带有石英套管的低压汞UV灯放置在圆柱反应轴中心,反应光源位于光反应仪的中心,光源选用低压汞灯(20W)使用冷却循环水降温,控制实验温度在16±2 ℃。光化学反应仪如图2。
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