磁赤铁矿/多羧基有机酸体系中五氯酚的异相光化学降解

自然界广泛存在的铁氧化物与多羧基有机酸在光照条件下能够由内源自身生成活性物过氧化氢,构成异相类Fenton体系降解污染物。在实验室构建了由磁赤铁矿和多羧基有机酸组成的光化学体系,研究了五氯酚在此体系中的降解和脱氯。结果表明,五氯酚在此异相光化学体系中的降解效率受波长范围、有机酸种类和氧气的显著影响。在UV-A波长范围,五氯酚具有较高的光降解效率。草酸能够显著促进五氯酚在磁赤铁矿中的异相光降解,但柠檬酸不具有此作用。氧气是体系中生成各种含氧活性物的必要条件。五氯酚在此体系中的降解遵循一级反应动力学。最佳实验条件下,五氯酚1h的降解率可达80%以上,脱氯率可达35%以上。对体系主要活性物过氧化氢的定量研究较好的解释了体系在各种条件下的活性差异。

铁-多羧基有机酸光化学体系研究进展

铁-多羧基有机酸光化学体系在自然界中广泛存在,该体系可以由内源生成过氧化氢和羟基自由基,对研究有机污染物的归趋和治理具有重要意义。通过梳理近30年来有关该体系研究的代表性文献,从机理概述、均相体系研究进展、异相体系研究进展以及研究展望4个方面,系统总结了一些重要研究成果。从反应机理来看,吸附反应、光诱导反应、光链反应和有机物降解是该体系的重要反应过程,主要涉及配体和自由基的生成反应,以及铁的氧化还原循环反应。体系活性高低主要取决于多羧基有机酸铁配体的光化学活性大小。异相体系中,吸附态铁配体与溶解态铁配体共同参与光催化过程,对污染物的降解均有贡献。影响体系降解目标物的重要因素包括铁氧化物的种类和剂量、多羧基有机酸的种类和浓度、pH、光源波长和强度、氧气、金属离子、目标物的中间产物以及体系内活性物种的竞争反应等。其中,有机酸存在最佳浓度,铁氧化物存在最佳剂量,而有机酸最佳浓度与其在铁氧化物表面上的饱和吸附浓度密切相关。今后,基础研究方面需联合应用同位素示踪技术、穆斯堡尔谱、薄膜扩散梯度-荧光分析等先进实验技术,结合表面络合模型等才能取得重要突破;应用研究方面,构建适于实际工程运用的高效光化学反应器和废水处理集成工艺、重金属脱毒技术,扩展铁氧化物在土壤有机物降解及微生物燃料电池中的应用范围,是重要的扩展研究方向。