羥基氧化鐵吸附和轉化氯酚類化合物及其機理.pdf

1、鐵氧化物尤其是羥基氧化鐵，廣泛存在于土壤、底泥沉積物以及水體中，其具有較大的比表面積以及較強的吸附和氧化還原能力，它與環(huán)境中的有機污染物之間可發(fā)生吸附、催化轉化以及氧化還原等反應。現代環(huán)境中，鐵氧化物表面的吸附和氧化轉化作用對土壤、沉積物和水體中一些重要的有機污染物的遷移和轉化起著十分重要的作用，它不但改變它們的存在形態(tài)，還改變它們的遷移性、毒性和生態(tài)效益，對環(huán)境地球化學有著十分重要的意義。氯酚類物質被廣泛應用于工業(yè)生產活動中，也是工藝

2、過程中常見的副產物，它們具有高毒性，易生物積累性和強滯留性，屬于重要的優(yōu)先控制污染物需要加以控制。因此，本文概述了鐵氧化物的表面反應性，其對環(huán)境中污染物質的吸附和氧化轉化作用，介紹了鐵氧化物氧化有機物的反應機制，分析了其對環(huán)境中污染物遷移轉化的影響。在此基礎上，本實驗主要研究了羥基氧化鐵對三種氯酚的吸附作用，氧化轉化作用及其反應機理。論文的主要研究成果如下:
　　(1)兩種羥基氧化鐵(α-FeOOH和syn-FeOOH)對2，4，

3、6-TCP，2，4-DCP和4-CP的吸附作用的研究。結果表明，兩種羥基氧化鐵均能吸附一定量的三種氯酚，且在反應4h左右吸附量達到最大值，α-FeOOH和syn-FeOOH對三種氯酚的吸附作用大小均為:4-CP＞2，4-DCP＞2，4，6-TCP。研究還發(fā)現syn-FeOOH的吸附作用略高于α-FeOOH。此外，pH對三種氯酚的吸附均有明顯影響且有相似的變化曲線，2，4，6-TCP的吸附量在pH4.5左右達到最大值，pH大于或小于4.5

4、吸附量均有所下降且在pH在堿性條件下下降明顯但在酸性條件下下降不明顯，當pH大于8.5左右?guī)缀醪话l(fā)生吸附。然而對于2，4-DCP和4-CP，其最大吸附量均在pH6左右，且在兩端下降均很明顯，說明pH偏大或偏小溶液過酸或過堿均不利于羥基氧化鐵對這兩種氯酚的吸附。由此可見，2，4，6-TCP，2，4-DCP和4-CP三種氯酚的最佳吸附條件分別為pH4.5，6.0，6.0。
　　(2)兩種羥基氧化鐵（α-FeOOH和syn-FeOOH）

5、對2，4，6-TCP，2，4-DCP和4-CP的氧化轉化作用的研究。研究表明，羥基氧化鐵能夠有效地氧化轉化三種氯酚。α-FeOOH和syn-FeOOH對三種氯酚氧化轉化作用大小為:2，4，6-TCP＞2，4-DCP＞4-CP，且syn-FeOOH的氧化轉化作用低于α-FeOOH，這與上述吸附作用的結果恰好相反。pH對羥基氧化鐵轉化氯酚也有顯著影響，三種氯酚的隨pH變化的氧化轉化曲線與各自的吸附曲線相類似，2，4，6-TCP，2，4-DC

6、P和4-CP的最大氧化轉化量分別在pH4.5，pH6，pH4.5左右達到最大值。
　　(3)羥基氧化鐵氧化轉化三種氯酚的產物分析和機理研究。通過氣相質譜檢測三種氯酚的反應產物，發(fā)現氯代二聚體是每種氯酚主要的產物且此二聚體多為多氯代羥基聯苯醚類物質(OH-PCDEs)。根據質譜分析和產物鑒定結果，提出了羥基氧化鐵氧化轉化氯酚類物質的可能機理及其降解途徑。
　　本實驗研究表明，自然界中廣泛存在于土壤、水體和沉積物中的鐵氧化物尤其