黄河包头段冻融期水体荧蒽残留及光降解行为

作者分别于流凌期、封河期及开河期,采集黄河包头段干流水体样品,分析该河段荧蒽(Fla)的残留水平及时空变异特性,通过光降解实验探究Fla的降解过程及光敏化剂对降解行为的影响。结果表明,冻融过程中8个采样断面均有Fla检出,且未超过标准值。大部分采样点Fla含量在稳定封河期及开河期较高,各个采样点Fla含量在0.05水平上具有显著性差异,S2、S5断面浓度相对较高,S4、S6和S7点浓度较低。水中Fla可以发生直接光降解,且符合一级反应动力学方程,72 h后降解率几乎达到90%。在避光进行暗反应时,Fla浓度基本不发生变化。添加丙酮、泥沙及低浓度H2O2均可抑制Fla的降解,反应仍符合一级反应动力学方程,而较高浓度的H2O2会促进Fla的光降解,且降解反应不再符合一级反应动力学方程。

新污染物在含溶解有机物水体中光降解行为研究进展

新污染物(emerging contaminants,ECs)是一类稳定性高、亲水性强的环境污染物,其中大部分物质最终会进入并滞留在自然水域,因其对生态和人类健康的危害而受到广泛关注.光化学降解是ECs在水体中的主要转化过程之一,包括直接光解、间接光解和自敏化光解.溶解有机物(dissolved organic matter,DOM)作为水体中具有优异光化学性质的光敏剂,吸光后产生·OH、1O2、3DOM*等活性反应中间体,对ECs的间接光降解过程有着重要影响.为探究ECs在水体中的迁移转化并评估其生态环境风险,有必要提高对其降解过程的认识.鉴于此,文章在论述DOM环境光化学特性和过程的基础上,重点阐述了DOM类型、来源、荧光组分及环境因素对ECs光降解过程的影响.DOM对ECs间接光降解过程的影响主要包括促进作用和抑制作用.促进作用主要表现在DOM产生的活性反应中间体与ECs反应,抑制作用主要包括光屏蔽作用和猝灭效应.DOM的作用效果与其类型、来源、组分及环境因素密切相关.同时,文章就DOM对ECs光降解影响的研究工作进行展望,这将有助于更全面地了解ECs的光化学行为,对于评估ECs在自然水体中的环境归趋和生态风险具有重要意义.

紫外光降解水中5-羟甲基糠醛的特性及机理

为研究紫外(Ultraviolet,UV)光降解5-羟甲基糠醛(5-Hydroxymethylfurfural,5-HMF)的特性及机理,该研究构建5-HMF水模拟体系,分析紫外光辐射时间、强度、5-HMF初始质量浓度和光敏剂(FeSO_(4)、TiO_(2)和VB_(2))对5-HMF降解的影响;通过密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)分析5-HMF紫外光降解反应性,并采用超高压液相色谱/四级杆串联飞行时间质谱联用仪鉴定其紫外光降解产物。结果表明:紫外光辐射时间越长,强度越大,5-HMF的初始质量浓度越小,降解率越高;当强度为400μW/cm^(2)、辐射时间为240 min、初始质量浓度为31.5 mg/L时,5-HMF的降解率最大,达83.64%;FeSO_(4)和TiO_(2)对5-HMF的紫外光降解有促进作用,而VB_(2)对其有抑制作用;当FeSO_(4)和TiO_(2)的添加浓度和质量分数分别是1.0 mmol/L和0.025%时,5-HMF的降解率最大,分别为100.00%和76.68%(辐射时间分别为40、80 min,强度400μW/cm^(2));DFT分析结果表明,5-HMF的C=O键更易受到攻击而降解,C4-C11和C1-C8间的化学键易断裂;在UV、UV/FeSO_(4)、UV/TiO_(2)体系中分别鉴定出1、2和5种5-HMF的降解产物;DFT分析结果与质谱鉴定结果相吻合。该研究为降低食品中的5-HMF提供了理论和应用研究基础。

儿茶素对丙溴磷及其代谢物的光降解作用研究

为研究丙溴磷在水中的光降解以及儿茶素对丙溴磷光降解的影响,利用高压汞灯为光源研究了不同浓度儿茶素对丙溴磷和主要降解产物的光降解作用。结果发现,在高压汞灯照射下,浓度为5μmol·L^(-1)的丙溴磷在超纯水中的降解半衰期为0.125 h,当添加摩尔比为1∶1、1∶5、1∶10和1∶20的儿茶素后,半衰期分别为0.134、0.148、0.170和0.204 h,半衰期分别延长了1.01、1.18、1.36和1.63倍,说明儿茶素能够抑制水溶液中的丙溴磷光降解,且儿茶素添加剂量越大抑制作用越强;儿茶素能清除水中的羟基自由基从而抑制丙溴磷的光降解;丙溴磷的光降解产物主要为2-氯-4-溴苯酚和O-(2-氯苯基)-O-乙基-S-丙基-硫代磷酸酯;O-(2-氯-苯基)-O-乙-S-丙基硫代磷酸酯和2-氯-4-溴苯酚在高压汞灯的降解半衰期分别为25.21和3.71 min;添加儿茶素后,O-(2-氯-苯基)-O-乙-S-丙基硫代磷酸酯和2-氯-4-溴苯酚的半衰期分别为69.24和15.67 min,半衰期分别延长了2.75和4.22倍;相同浓度的儿茶素对2-氯-4-溴苯酚的光降解抑制效果强于丙溴磷和O-(2-氯-苯基)-O-乙基-S-丙基硫代磷酸酯。研究结果有助于探究丙溴磷在自然环境中的光降解机制效应,为丙溴磷潜在的环境风险提供了一定的依据。

Ag/ZIF-8复合材料的制备及其光降解性能

在无表面活性剂微乳液中制备了ZIF-8材料,并采用光致还原法将纳米Ag负载于ZIF-8表面,制备了负载量不同的系列Ag/ZIF-8复合材料。XRD、SEM、XPS、UV-DRS以及光电性能测试表明Ag成功负载到ZIF-8中,且光电性能大幅度提高。对比考察了ZIF-8和Ag/ZIF-8对有机染料的光降解效率,提出了光催化机理。由于Ag纳米粒子和ZIF-8的协同效应,其所形成的异质结构Ag/ZIF-8表现出了优异的光催化活性。

二苯乙烯型荧光增白剂光降解及检测研究进展

二苯乙烯型荧光增白剂因荧光效率高和稳定性强等优点,在造纸、纺织、化妆品和洗涤剂等方面应用广泛。近年来,国内外关于荧光增白剂的污染和检验方法的报道逐渐增多,引起社会的高度关注。总结了目前对二苯乙烯型荧光增白剂光降解机理研究和利用光降解解决污染的方法。简要概述了加速溶剂萃取、凝胶色谱、固相萃取法和QuEChERS等前处理技术,汇总了我国目前关于荧光增白剂的标准检测方法,重点综述了紫外光谱法、荧光光谱法、液相色谱法、液相色谱-串联质谱法和便携式检测等检测技术在二苯乙烯型荧光增白剂中的应用,并对二苯乙烯型荧光增白剂在法庭科学的应用做出展望,同时为治理其污染提出了一些建议,为我国建立二苯乙烯型荧光增白剂现实可行的法规提供了一些思路(引用文献122篇)。

过氧化物制药废水直接UV光降解及其资源化利用

实验采用直接UV光降解叔丁基过氧化氢(TBHP)废水,研究了TBHP的降解性能,分析了TBHP初始浓度、温度、pH值和无机离子共存对TBHP降解效率的影响。结果表明,当TBHP浓度为1.75g·L^(-1)、pH值为3时,TBHP的UV光降解遵循准一级动力学模型,表观降解速率常数达到0.217min^(-1),同时利用GC-MS分析了UV光降解TBHP的产物和路径。此外,实验研究了TBHP废水与其他工业废水混和后直接UV光降解的过程,结果表明,混合废水有机物降解效果优于单一废水,也为TBHP废水的资源化利用提供了新的途径。

Ti^(3+)-TiO_(2)@NGQDs纳米复合光催化剂的制备及其可见光降解双酚A的研究

通过两步水热法合成了Ti^(3+)自掺杂TiO_(2)负载氮掺杂石墨烯量子点(Ti^(3+)-TiO_(2)@NGQDs)纳米复合光催化剂,并通过X射线衍射、透射电镜、X射线光电子能谱和紫外可见漫反射光谱对其进行了详细表征,且研究了其可见光降解双酚A溶液的性能。结果表明,在可见光照射30 min时,Ti^(3+)-TiO_(2)@NGQDs复合光催化剂对双酚A的降解率高达91.9%,其降解双酚A的表观速率常数(k)分别是纯TiO_(2)和Ti^(3+)-TiO_(2)的约33.6倍和6.4倍,这归因于其具有更强的可见光吸收和更快的光诱导电荷传输和分离的协同作用。捕获实验结果表明h+和·OH是Ti^(3+)-TiO_(2)@NGQDs纳米复合光催化剂降解双酚A的过程中的主要活性物质。此外,重复使用性测试结果表明Ti^(3+)-TiO_(2)@NGQDs纳米复合光催化剂具有非常高的稳定性。

三角形Au@TiO_(2)介孔催化剂可见光降解亚甲蓝

利用溶胶凝胶法制备出一种三角形Au@TiO_(2)核壳材料。经过水热晶化,该材料膨胀至300 nm,壳层TiO_(2)晶化为介孔锐钛矿相,但核心三角形Au颗粒的形貌保持不变。采用粉末X射线衍射(PXRD)、ζ电位、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、热重分析(TGA)、光致发光(PL)光谱、光电流(i-t)以及光催化降解技术,对样品的结构和性能进行了系统、详细的检测与分析。经过晶化处理的Au@TiO_(2)在可见光波段的光降解亚甲蓝性能比未晶化时有了显著的提升,1 mg·mL^(-1)Au@c-TiO_(2)可以在可见光照射1 h后实现对60 mg·L^(-1)亚甲蓝全降解。电子顺磁共振(EPR)测试表明·O_(2)^(-)和·OH两种自由基对光降解起到了很大作用。通过综合分析实验结果和时域有限差分(FDTD)分析,探究了催化反应的机理。

富里酸(FA)对微囊藻毒素-LR(MC-LR)的光降解作用及环境影响因素分析

为研究自然水环境中溶解性有机质(DOM)对微囊藻毒素-LR(MC-LR)的光降解作用,选择DOM的主要光敏活性组分富里酸(FA)作为光敏剂,在模拟太阳光照射下,对比了不同质量浓度FA(2.5、5.0、7.5、10.0 mg/L)溶液中MC-LR的光降解规律和光降解产物,并探究了不同pH、光照度对FA光降解MC-LR的影响。结果表明:MC-LR能在去离子水中发生直接光降解反应,不同质量浓度的FA对MC-LR的光降解均有促进作用,其中,7.5 mg/L FA对MC-LR的光降解作用最强,180 min时降解率达52.65%;FA对MC-LR的光降解过程符合二级反应动力学方程,其光降解产物与在去离子水中直接光降解的产物相同;不同pH和光照度下,FA对MC-LR的光降解作用依次为pH 6>pH 7>pH 8>pH 9,39.8μmol/(s·m^(2))>56.9μmol/(s·m^(2))>22.8μmol/(s·m^(2))。研究表明,pH和光照度均会影响FA对MC-LR的光降解作用,其中,pH为6、光照度为39.8μmol/(s·m^(2))时,FA对MC-LR光降解作用最强。

水溶液中1,3,6,8-四溴咔唑的光降解研究

多卤代咔唑作为一种新型有机污染物,具有持久性、生物积累性和类二噁英毒性等持久性污染物的典型特征。选取1,3,6,8四溴咔唑为研究对象,通过紫外光照实验,探讨了助溶剂体积分数、溶剂种类,以及1,3,6,8四溴咔唑初始质量浓度和腐殖酸质量浓度等因素对1,3,6,8四溴咔唑降解的影响。研究结果表明:1,3,6,8四溴咔唑在溶液中的降解过程R 2大于0.953,符合一级动力学规律。助溶剂乙腈的增加可加速1,3,6,8四溴咔唑的降解;溶剂种类对1,3,6,8四溴咔唑的降解影响显著,有机溶剂使1,3,6,8四溴咔唑降解半衰期骤减;初始质量浓度的增加使1,3,6,8四溴咔唑降解速率减慢;低质量浓度的腐殖酸可促进1,3,6,8四溴咔唑的降解,高质量浓度的腐殖酸则抑制其光解。

氮缺陷g-C_(3)N_(4)光降解罗丹明B

本文通过简单的一步煅烧法制备了氮缺陷g-C_(3)N_(4)光催化剂材料,并通过X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)以及紫外可见漫反射吸收光谱(UV-vis)对所制备的光催化剂的结晶度、形貌、特征官能团和光学特性方面进行了表征分析。与此同时,通过光降解罗丹明B的实验探究了所制备的光催化剂的光催化性能。实验结果表明,当罗丹明B的质量浓度为10 mg/L,催化剂的用量为20 mg时,氮缺陷g-C_(3)N_(4)具有优异的光降解性能,在20 min内对罗丹明B的光降解效率达到了100%。这表明缺陷的引入可以有效提高原始g-C_(3)N_(4)的光吸收范围,促进光生电子与空穴对的分离,增强其光催化效率。本研究为有机污染物的处理提供了一定的理论指导价值,具有一定的实际应用前景。

兽用药物制剂光降解机制研究进展

集约化养殖端药物使用过程中,对光高度敏感的活性组分和辅料会发生明显的降解,影响产品的质量和稳定性,如四环素类、磺胺类、氟喹诺酮类制剂产品。充分认识药物或辅料光降解机制和动力学是产品开发的关键。目前,防止光降解和增强药物制剂光稳定性的研究,主要集中在从配方和工艺研究上评估药品由制造到应用阶段的光降解情况。该文通过重点综述光降解机制、速率动力学以及影响光降解速率的因素,进而简要介绍提高光敏分子光稳定性的不同方法,以期为兽药制剂研发和应用提供理论依据和思路。

羧基富勒烯增强g-C_(3)N_(4)材料的制备及光降解罗丹明B的研究

富勒烯具有合适的能带间隙,能够实现快速的光诱导电荷分离和相对缓慢的电荷重组,被认为是一类增强半导体光催化活性的优良材料。本研究中通过Prato反应在富勒烯表面引入羧基制得衍生物C_(60)-(COOH),采用可见-近红外光谱、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和质谱对合成的产物进行表征,表明了合成的羧基富勒烯衍生物是1到4加成的羧基化衍生物。通过液相沉淀法制备C_(60)/g-C_(3)N_(4)和C_(60)-(COOH)/g-C_(3)N_(4)复合材料,采用X射线衍射、紫外-可见漫反射等分析手段表征复合材料的性质,并使用合成的复合材料在可见光下对罗丹明B进行光催化降解实验,实验表明C_(60)-(COOH)/g-C_(3)N_(4)复合材料具有最高的光催化活性,其光催化降解罗丹明的速率为C_(60)/g-C_(3)N_(4)复合材料的1.3倍,是g-C_(3)N_(4)复合材料的1.6倍。此外还对g-C_(3)N_(4)、C_(60)-(COOH)/g-C_(3)N_(4)、C_(60)/g-C_(3)N_(4)复合材料做了回收实验。实验结果表明C_(60)-(COOH)/g-C_(3)N_(4)复合材料仍可以降解49.4%的罗丹明B,是g-C_(3)N_(4)复合材料的1.2倍,是C_(60)/g-C_(3)N_(4)复合材料的1.7倍。上述实验结果表明,羧基化的富勒烯是比富勒烯更高效的增强光催化活性物质,由此制备的半导体复合材料是一种有应用前途和非常有效的光催化剂,能够有效地降解有机污染物。

水相中溶解性有机物的浓度对荧蒽光降解的影响

本文以Suwannee River NOM(SRNOM)和Upper Mississippi River NOM(UMRNOM)两种溶解性有机物(DOM)为研究对象,利用500 W高压氙灯作为光源模拟太阳光,进行室内光解实验,考察了DOM的浓度对水相中荧蒽光降解的影响.研究结果表明,光降解是荧蒽的主要降解途径,荧蒽的光降解符合一级动力学方程.这两种DOM均促进了荧蒽的光降解,并且这两种DOM对荧蒽光降解的促进作用均随着溶解有机碳(DOC)浓度的升高而降低.在DOM存在的条件下,荧蒽的表观光降解速率常数(K)值与两种DOM的DOC(a_(280)和a_(350))均具有显著负相关性,而与E_(2)/E_(3)和荧光强度无显著性相关性.

溶解性黑碳促进水环境中四环素的光降解

具有固碳功能的生物炭材料在土壤修复和水体污染治理中的大规模施用导致了溶解性黑碳的(dissolved black carbon,DBC)的大量释放,其在污染物的环境地球化学过程发挥着重要作用.相比于天然溶解有机质,DBC稠环度高、芳香性强、分子量小,有更高的光电转化效率,更易产生活性中间体促进有机污染物的光降解.但不同热解温度(heating temperature,HTT)和生物质类型的DBC对水环境中抗生素(antibiotics,ATs)的光降解影响尚有待深入研究.本文选取不同HTT(300—600℃)的芦苇和芦竹生物炭制备DBC,表征其基本理化性质及结构特征,研究其对水环境中典型ATs四环素(tetracycline,TC)光降解过程的影响,探究关键水环境条件的影响.结果表明,随着HTT升高,两类DBC的有机碳含量呈先升高后降低趋势,平均分子量呈先降低后增加趋势;芳香性官能团含量增加,芳香性增强,腐殖酸和富里酸类物质含量升高.所有DBC均促进了TC的光降解(16.3%—97.0%),促进效果随HTT的升高而呈上升趋势.HTT相同时,芦竹DBC对TC光降解的促进效果高于芦苇DBC.水环境中常见阴离子(NO_(3)^(-)、HCO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)、Cl^(-))及阳离子(Fe^(3+)、Ca^(2+))均在不同程度上抑制了TC的光降解;碱性(pH 7—11)环境中DBC对TC光降解的促进作用强于酸性(pH 3—5)环境.活性中间体猝灭实验表明DBC对TC光降解的促进作用主要由三重激发态DBC(3DBC*)主导.本研究拓展了人们对水环境中DBC环境行为及其对共存ATs归趋的理解,为水环境中ATs环境过程和生态风险的预测提供了理论依据.

磺胺氯哒嗪在海水中的间接光降解

以有色溶解有机物(CDOM)作为主要光敏剂研究磺胺氯哒嗪(SCP)间接光降解行为和机理,分析CDOM组成、盐度和pH值对SCP间接光降解的影响.SCP间接光降解速率随CDOM浓度升高而逐渐加快.CDOM产生的光化学反应活性中间体对SCP间接光降解的贡献率不同,其中^(3)CDOM^(*)起主要作用,对SCP间接光降解的贡献率高达77.94%.所用CDOM由4种荧光组分组成,包含3种外源腐殖质(C1,C2,C3)和1种内源腐殖质(C4),SCP间接光降解去除率和^(3)CDOM^(*)浓度分别与荧光组分的相关性大小顺序均为C3>C2>C4>C1.其中C3和C2与[^(3)CDOM^(*)]具有较高线性相关性(R^(2)>0.97),是^(3)CDOM^(*)的主要贡献者.盐度和pH值对SCP间接光降解的影响作用显著.在盐度为15‰时,SCP的间接光降解速率最大.在低盐度范围(0~15‰)内,离子强度效应对间接光降解的促进作用大于无机阴离子带来的抑制作用,使得间接光降解速率随着盐度的升高而加快.溶液pH=(5.00±0.10)时,SCP的间接光降解速率最大.SCP的间接光降解速率随着溶液pH值的升高而减慢,中性和碱性环境不利于SCP的间接光降解.

光降解有机污染物用TiO_(2)/g-C_(3)N_(4)异质结的构建策略

由TiO_(2)与g-C_(3)N_(4)晶体所组成的TiO_(2)/g-C_(3)N_(4)异质结(TCN异质结)有着成本低廉、带隙较窄、光响应谱带宽、载流子迁移效率高等优点,可有效解决有机污染物降解过程耗能高的问题.然而,常见的两种TCN异质结存在着载流子利用率或氧化还原能力上的限制.为此,需要对TCN异质结的构建策略进行改良以满足实际应用需求.本文主要围绕影响TCN异质结各项性能的因素,对近年来TCN异质结的构建策略及其在光降解有机污染物领域中的研究进展进行了总结.最后,对TCN异质结研究中的未来发展方向提出了展望.

桐酸铁作为光敏剂光降解聚丙烯效果研究

利用桐酸铁作为光敏剂,与聚丙烯树脂共混制备了可光降解的聚丙烯复合材料。并将桐酸铁对聚丙烯树脂的光降解效果与硬脂酸铁、油酸铁对聚丙烯树脂的光降解效果进行对比。通过光学显微镜、DSC、TG等多种方法表征证明桐酸铁对聚丙烯树脂的光降解效果要优于硬脂酸铁和油酸铁。

那他霉素光降解杂质的制备与结构鉴定

将那他霉素精品在光照强度5000 Lx下进行光降解,得到那他霉素光降解杂质粗品,采用制备液相色谱法对那他霉素光降解杂质粗品进行分离纯化,并通过MS和NMR等分析手段对其结构进行鉴定,确定该光降解杂质为那他霉素的C12位差向异构体。