紫外/二氯异氰尿酸盐体系对水中抗病毒药物降解路径及降解产物毒性分析

紫外/二氯异氰尿酸盐体系(UV/NaDCC)是一种新兴的高级氧化工艺,通过产生羟基自由基(·OH)和含氯自由基(Cl·,ClO·和Cl_(2)·^(−))等活性物质降解水中持久性有机污染物.莫诺拉韦和巴瑞替尼是用于治疗新冠肺炎等的抗病毒类药物,大量生产和使用导致其通过各环境介质排放进入天然水体,威胁水环境和水质安全.因此,迫切需要探索高效绿色降解莫诺拉韦和巴瑞替尼的新技术.本研究采用密度泛函理论,通过福井函数、简缩双描述符预测了UV/NaDCC体系中莫诺拉韦和巴瑞替尼易发生反应的位点及其降解路径;通过ECOSAR和T.E.S.T程序预测降解产物毒性变化.结果表明,莫诺拉韦中O21、N20及巴瑞替尼中C20、C21更易受到UV/NaDCC产生的含氯自由基和·OH攻击.ECOSAR预测结果显示,部分降解产物表现出比母体物质更高的毒性水平,因此在UV/NaDCC实际应用于抗病毒药物的降解中应关注有毒中间产物的去除.T.E.S.T预测结果表明,多数降解产物生物蓄积性和发育毒性均有所降低.研究成果对UV/NaDCC高级氧化技术对水中抗病毒药物的无害化去除机制和实际应用提供理论依据.

过硫酸盐激活协同可见光催化降解四环素的机理和降解路径

为了提升微污染水体中抗生素的降解效率,利用过硫酸钠(PDS)激活协同手性介孔TiO_(2)可见光催化(PDS/vis-TiO_(2))对四环素(TC)进行降解。详细对比研究了以手性TiO_(2)作为催化剂的PDS激活(PDS/TiO_(2))、可见光催化(vis-TiO_(2))和PDS/vis-TiO_(2)三种体系中,降解污染物的活性物种和污染物降解路径等的差异。结果表明,不对称的螺旋堆积结构在手性介孔TiO_(2)中引入了丰富的Ti^(3+),不仅提升了其可见光响应,同时能够激活PDS生成自由基。PDS/vis-TiO_(2)体系中光生空穴h^(+)和·OH等多种自由基可以同时参与TC的降解,5 h内其对TC去除率可达到95%以上,远超PDS/TiO_(2)体系(TC去除率为48.9%)和vis-TiO_(2)体系(TC去除率为71.1%)。PDS加入到光催化体系中,会受到光生电子的激活而产生自由基,从而消耗光生电子,提升光生空穴和电子的分离率,达到协同增强污染物的降解能力。另外PDS激活后产生自由基也会大大增加体系对TC的降解性能。密度泛函理论计算和中间产物分析结果表明,TC在PDS/vis-TiO_(2)体系中的降解路径包含了光生空穴h^(+)攻击TC的降解路径,同时也包括自由基攻击TC的降解路径。

紫外/一氯胺高级氧化工艺降解萘丁美酮的动力学、降解路径、毒性变化和消毒副产物生成

紫外活化氯胺高级氧化工艺对降解有机微污染物具有潜在应用价值.为探究紫外/一氯胺(UV/NH_(2)Cl)工艺对水中非甾体抗炎药的去除性能,选用萘丁美酮(nabumetone,NMT)为降解对象,比较UV光解、NH_(2)Cl氧化和UV/NH_(2)Cl这3种手段对NMT的降解性能,考察NH_(2)Cl投加量、pH、Cl^(−)、HCO_(3)^(−)和天然有机物(natural organic matters,NOM)对UV/NH_(2)Cl降解NMT的影响,结合量子化学计算和UPLC-HRMS检测结果探究NMT的降解路径并预测毒性变化,最后分析消毒副产物的生成情况.结果表明:①UV/NH_(2)Cl体系内NMT的降解过程符合拟一级反应动力学方程,在温度25℃、NMT初始浓度5μmol/L、NH_(2)Cl投加量50μmol/L的条件下,反应150 s后NMT的降解效率可达88.81%.②增加NH_(2)Cl投加量可促进NMT降解,pH在5.5~8.5范围内对NMT降解速率无明显变化,Cl−、HCO_(3)−和NOM对NMT的降解具有抑制作用.③基于UPLC-HRMS共鉴定出10种降解产物,NMT降解过程主要涉及羟基化、亚硝基化和去甲基化等反应,TEST软件预测表明,降解产物的急性毒性和发育毒性比NMT母体更高.④气相色谱检测结果显示,UV/NH_(2)Cl促进了NMT降解过程中消毒副产物的产生.研究显示,UV/NH_(2)Cl高级氧化工艺对水中NMT具有良好的降解效能,其降解产物可能存在更高的急性毒性和发育毒性,后续需进一步探究.

仲丁威的臭氧去除特性及降解路径研究

臭氧氧化技术是当前饮用水处理中的主流深度处理工艺之一,农药作为新污染物的一类,在臭氧工艺的去除特性和降解路径是保障饮用水安全的重要内容之一。本研究以农药仲丁威为研究对象,通过仲丁威的反应动力学研究其臭氧工艺中的去除特性,进一步采用LC-MS/MS、GC-MS等手段构建中间产物分析方法,研究仲丁威臭氧降解产物,在此基础上推断其降解路径。结果表明,仲丁威可以通过臭氧分解产生的羟基自由基降解,降解率约30%。在仲丁威降解实验中,臭氧降解产物用LC-MS/MS和GC-MS分析总共得到7种,其降解路径主要为仲丁威上的甲基以及苯环是羟基自由基的攻击位点,甲基被氧化生成醛,并进一步生成脱甲基产物,苯环被氧化成醌。研究结果可以为饮用水中仲丁威的控制提供参考。

紫外助CWPO降解活性艳红X-3B工艺及降解路径

光催化联合湿式催化过氧化氢氧化(UV-CWPO)处理活性艳红X-3B,发现联合处理比其单独处理具有较大的优势,其脱色率去除顺序依次为:光+催化剂+H2O2>催化剂+H2O2>光+H2O2>光+催化剂>催化剂>光>H2O2。通过单因素实验发现,最佳处理条件为:温度50℃,pH值为4,H2O2加入量为0.6mL,催化剂投加量为2.5g,并通过红外谱图及GC-MS谱图对染料降解路径进行分析,发现羟基自由基首先攻击偶氮键,染料随之褪色,同时生成了类苯胺类物质及酚类物质,但未能完全分解。

伽玛射线辐照降解水溶液中土霉素及其降解路径的研究

探索了γ-射线辐照降解土霉素(Oxytetracycline,OTC)的高效、无二次污染的方法,研究了γ-射线吸收剂量、OTC溶液初始浓度(C0)和p H值对辐照降解效率的影响。结果表明,吸收剂量越高、OTC溶液初始浓度越低、p H值越低,则OTC降解率越高。采用液相色谱质谱联用仪检测到m/z为447、443、433、279和218的降解产物,结合量化计算OTC及其中间产物能量、键级性质、自然布居分析提出两条OTC降解路径。路径一首先降解N(27)和C(10)上的甲基,之后在C(12)-C(15)、C(13)-C(18)处断裂生成m/z为279的产物,最后于C(10)处脱水生成m/z为261的物质;路径二首先发生脱水和结构重排,其后从C(13)-C(14)处断裂生成m/z为230的稠环产物,最后碳氧杂环降解掉CH2和羧酸基团。质谱检测降解产物并结合量化计算解释能高效准确地提出OTC的γ-射线辐照降解路径。

水中三氯生的处理方法及主要降解路径研究进展

三氯生(TCS)是一种新型污染物,会对生态环境和人体健康造成严重危害,TCS的无害化处理受到广泛关注。该文概述了物理吸附、生物处理、化学还原及化学氧化处理TCS的优缺点,并提出对应的改进方向。同时,汇总分析了不同方法下TCS的主要降解产物,其中2,4-二氯苯酚、氯酚和苯酚是所有方法的共性产物。由此,归纳出TCS在不同处理方法中的主要降解路径:(1)生物处理法利用微生物自身产生的电子穿梭体作为载体,将胞内电子传至胞外受体TCS,最终将TCS还原成含有多个TCS骨架结构的复杂有机物;(2)化学还原法通过逐级加氢还原脱氯作用生成低氯或无氯产物;(3)化学氧化法通过醚键断裂和苯环直接羟基化2条路径生成不同的含氯产物,含氯产物进一步发生氧化开环反应实现脱氯,直至完全矿化。该文的研究成果可为今后TCS绿色无害化处理方法的开发和选择提供一定的借鉴和参考。

原位产过氧化氢光芬顿体系g-C_(3)N_(4)/CQDs/Fe^(2+)对土霉素的降解:机制、降解路径和毒性变化分析

芬顿反应是一种通过Fe2+催化H2O2分解生成羟基自由基(·OH)的氧化工艺,因其·OH生成速率快和操作简单等优点被广泛应用于废水中有机污染物的降解,然而存在需要外部加入H2O2和pH适用范围窄的缺陷限制其进一步应用。为解决以上问题,通过外加Fe2+活化复合光催化剂石墨相氮化碳/碳量子点(gC3N4/CQDs)原位生成的H2O2,构建了g-C3N4/CQDs/Fe2+光芬顿体系,避免了H2O2在储存和运输过程中的潜在风险,并扩宽了反应的pH值范围。该体系对土霉素(OTC)的降解表现出优异的活性,在g-C3N4/CQDs投加量为120 mg,OTC初始浓度为20 mg·L^(-1),Fe^(2+)投加量为0.36 mmol·L^(-1),OTC的初始pH为7时,其降解效率高达97%。基于自由基捕获、·OH的生成变化测定及与H2O2生成过程的对比等实验,证明g-C_(3)N_(4)/CQDs/Fe^(2+)光芬顿降解OTC优异的活性,主要来源于Fe^(2+)活化原位H_(2)O_(2)产生的·OH活性物种。进一步地,OTC降解的中间产物也通过质谱联用仪检测分析,并推断出OTC被降解的可能路径。此外,通过测量光密度(OD_(600))值获得细菌的生长曲线,结果表明随着g-C_(3)N_(4)/CQDs/Fe^(2+)降解OTC的进行,其反应溶液的毒性是逐渐减小的。最后,与外加H_(2)O_(2)传统芬顿体系降解OTC进行了对比分析,结果表明该光芬顿体系基本能够达到传统芬顿降解OTC的效果,且不受pH值范围的限制,为改善芬顿反应在实际废水处理中的应用提供了新的思路。

Fe@Cu-Ni材料降解罗丹明B的机理与途径

文章采用直接还原法制备了Fe@Cu-Ni微电解材料,并探究了其对罗丹明B(Rh B)的降解效果。采用SEM、XRD和XPS对Fe@Cu-Ni进行了表征,分析了Fe@Cu-Ni对Rh B的降解机理和降解路径。Fe@Cu-Ni的枝晶结构为电子传递和富集提供了发散路径,有利于电荷转移。电子转移通道末端的Cu_(2)O和Fe与Ni掺杂对氧还原反应生成H_(2)O_(2)起着重要作用。由原位产生的H_(2)O_(2)催化生成的·OH是降解Rh B的关键活性物质。通过LC-MS/MS对Rh B的降解中间体进行了鉴定,结果表明,Rh B的降解主要来自于·H和·OH的协同作用。当pH=2、Fe@Cu-Ni催化剂用量为0.5 g/L、Rh B初始浓度为20 mg/L时,Rh B的降解效率可达98.7%。该研究强调了Fe@Cu-Ni复合材料在消除染料残留方面的潜力。

二氧化锰的晶型控制及其对罗丹明B的降解研究

以高锰酸钾、四水氯化锰和少量浓盐酸为原料,利用水热法实现了MnO_(2)由α晶型向γ晶型再向β晶型的转变,采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)等表征方法分析了MnO_(2)的晶型转化机理。利用高级氧化法以制备的MnO_(2)为催化剂对罗丹明B(RhB)进行了催化降解研究,探寻了催化效果最好的MnO_(2)晶型并推理出RhB的降解路径。结果表明:随着水热反应时间的延长,α-MnO_(2)逐渐向具有较小隧道尺寸的γ-MnO_(2)、β-MnO_(2)转变;3种晶型的MnO_(2)活化PMS对RhB均具有显著的降解效果,降解效率为α-MnO_(2)>γ-MnO_(2)>β-MnO_(2);紫外-可见吸收光谱分析说明MnO_(2)活化PMS降解RhB的路径为RhB先经过逐步脱乙基化转变成罗丹明、再生成其他有机小分子、CO_(2)和H2O。

电化学氧化降解水中三唑酮效能与反应路径

三唑酮(TDF)等有机农药在生产和使用中存在环境风险,其难以被常规水处理工艺有效去除。电化学氧化技术应用于水中有机农药去除极具潜力,有机农药降解效率与电化学阳极材料性能有关。以Ti/RuO_(2)-IrO_(2)、Pt、Ti_(4)O_(7)电极为电化学阳极,开展电化学氧化技术降解和矿化水中TDF研究,比较和评估了不同类型阳极电化学降解TDF和溶液中TOC的效率;考察了电流密度、TDF初始浓度、溶液初始pH等反应参数对TDF电化学降解效率的影响;探究了TDF电化学降解路径及其降解产物毒性对溶液毒性的影响。结果表明:与Ti/RuO_(2)-IrO_(2)和Pt平板阳极相比,Ti/Ti4O_(7)平板阳极对水中TDF和溶液总有机碳(TOC)去除效果较好;Ti_(4)O_(7)平板和膜阳极均对水中TDF的降解和矿化具有较高活性,TDF电化学降解效率和溶液TOC去除率可达94.5%-95.7%和72.5%-75.5%,达到相同TOC去除率时Ti_(4)O_(7)膜阳极较其平板阳极反应能耗低低50%左右;水中TDF电化学降解效率与电流密度、TDF初始浓度、溶液初始pH值等反应参数有关,TDF电化学降解效率随电流密度增大而增大、随TDF初始浓度和溶液初始pH的增大而减少;水中TDF(m/z=294.5)电化学降解生成A(m/z=224.5)和B(m/z=103),A(m/z=224.5)继续氧化生成了C(m/z=173.5)和D(m/z=86),这些中间产物可进一步氧化为二氧化碳、水等无机物;TDF、A、B、C和D对水生生物分别呈有毒性、无害性、无害性、有害性和无害性,有毒性的TDF逐渐降解为无毒性的降解副产物,可能是造成TDF溶液毒性随着反应时间逐渐下降的原因。该研究表明TDF可被Ti_(4)O_(7)阳极电化学氧化技术高效降解和矿化,为电化学氧化技术去除水中TDF等有机农药的研究与实践提供思路借鉴。

典型磺胺类抗生素在土壤中迁移和降解机制研究

在水产养殖以及畜牧业中,磺胺类抗生素被广泛地使用,导致环境中存在着大量的抗生素化合物。运用室内土柱淋溶法,研究了典型磺胺类抗生素(磺胺二甲基嘧啶、磺胺甲恶唑)在不同初始质量分数下的迁移规律以及降解机制。结果表明:表层土在不同初始质量分数抗生素条件下,在供试土壤中均呈现出向下迁移的趋势,且土壤各层抗生素的滞留量也随着表层土抗生素质量分数的增加而增加。这2种抗生素通过开环、甲基羟基化、S—C键断裂、苯胺基团氧化等一系列反应过程转化为不同的降解产物,确定其降解路径。

反应时间对氮掺杂板钛矿TiO2的合成及光催化降解盐酸四环素的影响

光驱动抗生素降解是一种绿色、有效、应用广泛的技术。本工作在钛前驱体的基础上,通过两步溶剂热法并改变后处理的反应时间成功制备了三种氮掺杂板钛矿TiO2。详细研究了板钛矿纳米晶体的结构,研究了不同合成方法对其光学性质和光催化降解活性的影响。采用XRD、SEM、XPS、DRS等手段对通过改变反应时间制备的N-B-TiO2-3 h、N-B-TiO2-6 h、N-B-TiO2-12 h样品进行了表征。研究表明,溶剂热处理时间的改变基本不会改变氮掺杂板钛矿TiO2的形貌,但是其光学吸收性质和能带结构发生明显变化。光催化降解盐酸四环素实验结果表明N-B-TiO2-6 h具有相对较高的光催化活性,主要归因于其具有最小的禁带宽度、最快的电荷分离效率以及最长的光生电子寿命。通过HRMS推测了盐酸四环素可能存在的光催化降解途径和机理。

CCl_4增强超声降解环丙沙星的效果及路径解析

研究考察了CCl4增强超声降解喹诺酮类抗生素环丙沙星的效果,通过·OH浓度的测定和异丙醇对反应的抑制情况探索环丙沙星的超声降解机理;采用UPLC/MS/MS方法对降解产物进行分析,解析环丙沙星的降解路径。结果表明,CCl4增强了环丙沙星的超声降解,当反应液体积为100 m L,超声40 min,随着CCl4添加浓度的增大（0-41.4mmol·L^-1）,环丙沙星的降解率由0.51%增至50.92%;荧光探针分析和异丙醇抑制结果表明增强作用主要在于·OH和一系列氯自由基的氧化;UPLC/MS/MS分析发现,降解过程中生成8种产物,其中包括3种氯代产物,环丙沙星按照6种途径进行降解。研究结果有助于深入研究CCl4增强超声降解抗生素的机理,提高过程处理效果。

低光降解性氟喹诺酮类抗生素的分子设计及光解路径推断

以已知光降解半衰期(t1/2)的12种氟喹诺酮(FQs)同系物按摩尔比4∶1选择训练集和测试集(随机组合),釆用Sybyl-X 2. 0软件QSAR模块中结合比较分子力场分析(Co MFA)方法和比较分子相似性指数分析(Co MSIA)方法进行三维定量构效关系(3D-QSAR)研究,建立以FQs分子结构参数为自变量,lgt1/2为因变量的3D-QSAR模型,并预测剩余14种FQs分子的t1/2.结果表明,任意组合所构建的Co MFA和Co MSIA模型交叉验证相关系数q2在0. 564～0. 655区间内(> 0. 5),非交叉验证相关系数r2在0. 996～1. 000区间内(>0. 9),表明所构建模型稳定性较强且预测能力良好;对剩余14种FQs分子的t1/2预测发现,第四类FQs的t1/2普遍高于第三类FQs;选取环丙沙星(CIP)为目标分子,QSAR三维等势图分析其C-13位置引入体积较小的基团有利于降低目标分子的t1/2值,据此设计出9种t1/2值显著降低的新型CIP分子,其中引入·OH基团的新型分子t1/2下降幅度最为显著(27. 2%);对CIP分子以及新型CIP分子可能发生的光降解路径进行推断发现,CIP光降解过程中发生芳香环羟基化的路径所需能垒最小,推断为FQs类抗生素降解过程中的主要反应类型,而氧化脱羧反应能垒最大,发生哌嗪环断裂的路径最多,而新型CIP分子光解过程中发生芳香环羟基化、氧化脱羧及羟基化脱氟3种反应的能垒较原CIP分子变化不大,仅哌嗪环断裂所需要能垒明显小于CIP分子需要的能垒;新型CIP分子及其光解产物的生物降解性评价发现,新型CIP分子不仅光解活性提高,其生物降解性同时提高0. 26%～59. 71%,且其光解产物的生物降解性也显著上升(12. 03%～34. 38%),即CIP分子以及新型CIP分子可通过光降解最终生成生物降解性显著提高的物质,从而达到进一步控制FQs环境行为的目的.

2,2',4,4'-四溴联苯醚高效好氧降解菌的鉴定及其降解路径

2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE-47)是环境和生物体中普遍检出且生物毒性较大的一种多溴联苯醚同系物.本研究从广东省贵屿镇电子垃圾拆解厂周边采集的农田土壤中分离出一株BDE-47的高效好氧降解菌GYP1,考察了其对BDE-47的降解性能、降解路径及不同的环境因素对菌株降解BDE-47的影响.根据菌株形态特征、16S r DNA基因序列及系统发育树分析,将该菌鉴定为伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia).结果表明,菌株GYP1在好氧条件下能够利用BDE-47为唯一碳源生长,在BDE-47初始质量浓度为1 mg·L^(-1)、温度为30℃、摇床转速为150r·min^(-1)的条件下避光培养4 d,该菌株对BDE-47的降解率可达到82.4%.菌株GYP1在15~35℃和p H=4.0~7.0的环境条件范围内对BDE-47均能保持良好的降解性能,但外加蔗糖、酵母粉、联苯醚等碳源会明显抑制其对BDE-47的降解.在菌株GYP1对BDE-47的降解过程中检测到6-OH-BDE-47、5-OH-BDE-47、4'-OH-BDE-17、2'-OH-BDE-3这4种羟基多溴联苯醚及2,4-二溴苯酚,证明菌株GYP1对BDE-47的好氧降解机理主要是羟基化过程.

基于Guassian、Multiwfn及ECOSAR的氮磷系阻燃剂在UV/PDS体系中的降解路径及产物毒性预测研究

氮磷系阻燃剂作为一类新兴无卤阻燃剂被广泛应用,但其在环境中难降解,紫外活化过二硫酸钠(UV/PDS)高级氧化技术能有效降解结构复杂的有机污染物.为探究氮磷系阻燃剂在UV/PDS氧化体系的降解路径,本研究选取3种典型氮磷系阻燃剂9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、三聚氰胺(Melamine)及磷酸三苯酯(TPP)为降解目标物.首先利用Guassian模型结合Fukui指数推测了UV/PDS体系中HO·和SO_(4)·^(-)自由基与阻燃剂发生反应的位点及其相应的降解路径,通过分析DOPO及其降解产物的质谱数据验证了所推测降解路径的合理性,并进一步利用ECOSAR模型进行降解产物的毒性预测.结果表明,各氮磷系阻燃剂键能较低的位点与Fukui指数较高的位点相吻合,UV/PDS反应体系中的自由基主要通过攻击苯环上的碳氢键(键能较低的位点)来降解氮磷系阻燃剂,DOPO降解的质谱分析数据表明,依据低键能位点推测的降解产物与质谱鉴定结果相一致.同时利用ECOSAR模型评估发现,降解产物毒性普遍低于阻燃剂母体.因此,本研究采用模型预测阻燃剂降解路径与产物毒性的方法便捷有效,可为光催化降解复杂结构有机物的研究提供理论依据.

碳氮包覆纳米Fe_(3)O_(4)的非自由基路径光催化去除养殖废水中四环素的机制研究

养殖废水中的四环素(TC)未经有效处理,直排至水环境中将影响生态环境.本研究通过制备纳米四氧化三铁/碳氮复合材料(Fe_(3)O_(4)/CN),采用XRD、FTIR、TEM、Raman和EIS表征材料的物相组成、微观形貌和结构,并探究其光催化去除TC的性能和机理,推测TC的降解路径.结果表明:①以掺杂氮化碳的海藻酸铁水凝胶为前驱体,经高温煅烧衍生制备碳氮包覆的Fe_(3)O_(4)复合材料,该材料碳缺陷程度强,光生电子(e^(-))和空穴(h^(+))的分离效率高.②在pH=7和TC初始浓度为50μmol/L的溶液中投加0.05 g/L的Fe_(3)O_(4)/CN,且光照150 min后,TC的去除率可达95.1%.③ESR和自由基淬灭试验表明,Fe3O4/CN在光照下主要通过产生h+的非自由基路径直接氧化降解TC.④HPLC-MS测试和QSAR预测结果表明,在光催化反应中,TC发生脱氨基、开环等氧化反应,产生的降解产物对水蚤和黑头鱼的生物毒性均低于TC本身.⑤由于Fe_(3)O_(4)/CN具有良好的磁性(饱和磁化强度为13.9 emu/g),反应后的材料可通过磁铁从液相中分离.研究显示,Fe_(3)O_(4)/CN可高效去除TC,为铁氧化物/碳氮复合材料在水处理中的应用提供理论参考.

UV/H_(2)O_(2)和UV/NaClO工艺降解吉非罗齐的比较

对比了吉非罗齐(GEM)在UV/H_(2)O_(2)和UV/NaClO系统中的降解,两个高级氧化系统均可以有效降解GEM,与UV/H_(2)O_(2)相比,UV/NaClO对GEM的去除速率更快。在UV/H_(2)O_(2)和UV/NaClO系统内,目标物的降解速率随着氧化剂浓度的增加而加快,由于pH会影响OH的氧化能力和UV/NaClO系统内自由基的组成比例,因此溶液的p H对两个系统均有显著的影响,当溶液pH从5增加到11时,GEM在UV/H_(2)O_(2)系统和UV/NaClO系统内的k_(obs)分别从0.2115min^(-1)和1.3115min^(-1)降低到0.1064min^(-1)和0.2283min^(-1)。Cl^(-)和HCO_(3)^(-)可以稍微加快GEM在UV/NaClO系统内的降解速率,却减慢了GEM在UV/H_(2)O_(2)系统内的降解速率;HA可以通过竞争效应和滤光效应抑制GEM在两个系统内的降解,但由于HClO/ClO^(-)的摩尔吸光系数高于H_(2)O_(2),HA对GEM在UV/NaClO系统内降解的抑制效应较小。OH和Cl是UV/NaClO系统内降解GEM的主要氧化物种,GEM在两个高级氧化系统内降解过程主要包括羟基化、去甲基化、H提取和C—O键断裂步骤。经济效益评估可知,UV/NaClO系统比UV/H_(2)O_(2)系统更具有成本效益。

可见光响应的介孔TiO_(2)光降解罗丹明B机制及其降解途径

为获得可见光响应的高效介孔TiO_(2)光催化剂,利用软模板法制备了螺旋堆积的手性介孔TiO_(2)。对比分析了手性介孔TiO_(2)和非手性介孔TiO_(2)的差异。通过自由基捕获实验和电子自旋共振(ESR)光谱,结合福井指数(f-)的计算探索了手性介孔TiO_(2)降解罗丹明B(RhB)的机制和路径。结果表明,手性介孔TiO_(2)的螺旋堆积结构引入了更多缺陷,从而其Ti^(3+)和氧空穴的含量都高于非手性介孔TiO_(2),因此具有更强的可见光响应和降解活性,其对RhB的去除率超过非手性介孔TiO_(2)的4倍;手性介孔TiO_(2)降解有机污染物分子的主要活性物种是光生空穴h+;越容易给出电子的原子位点(即f-值越高)越容易受到h+的攻击发生降解;降解过程中中间产物分析进一步得到了可见光激发手性介孔TiO_(2)降解RhB的主要路径。