还原-氧化协同降解全/多卤代有机污染物

全/多卤代有机污染物大多具有生态毒性、生物蓄积性、环境持久性及长距离迁移性,不仅危害环境与生态安全,而且可经食物链传递威胁人类健康。由于卤原子是吸电子基团且取代数目多,这类物质的最高占据分子轨道能较低,难于被氧化降解,相反较易被还原法脱卤降解。随卤原子取代数减少,脱卤产物难被进一步还原,而其毒性甚至高于母体污染物。注意到低卤代有机物更容易发生氧化降解,一些研究构建了还原-氧化接力降解体系,即先利用还原法将全/多卤代有机污染物还原为低卤代产物,再利用氧化法降解这些中间产物,从而实现深度/完全脱卤和矿化。本文根据催化反应类型对还原-氧化联用法进行了归纳,分类介绍了基于传统化学催化、光催化、电化学、光电化学及机械化学等构建还原-氧化协同降解体系的原理及应用,以期为开发高效的处置技术提供思路和建议。     

杂多酸光催化降解有机污染物

本文综述了杂多酸对有机污染物的光催化降解,包括自身光致催化作用,半导体协同光催化作用,H₂O₂存在下的类Fenton反应和超声辅助催化作用。杂多酸与有机物反应的机理主要是电子-空穴对的产生和·OH等自由基的生成。概述了杂多酸的结构类型和杂多酸光催化作用的优点和局限性,提出利用掺杂调变杂多酸的晶体结构,降低其能带宽度,提高光催化作用反应的量子效率;探索杂多酸与其它电子受体的组合,特别是与具有可见光活性的物质的组合,以扩大光响应范围,实现可见光催化反应。     

半导体光催化降解废水有机污染物概述

半导体多相光催化降解废水有机污染物是一个备受环境科学工作者关注的领域。文章简要地阐述了半导体的光电化学特性、有机物的光催化降解机理及其动力学、半导体光催化剂的改性方法及原理等 ,并讨论了半导体光催化技术当前的发展方向     

超声-光催化降解水中有机污染物

超声-光催化是一项近年发展起来的废水处理的新型高级氧化技术。该技术利用超声的空化效应、自由基效应以及机械效应强化光催化的催化效能,实现超声和光催化对水中有机污染物的协同降解。本文从水中有机污染物的超声-光催化降解机理、降解动力学、影响因素（光催化剂类型和投加量、超声频率和强度、溶液pH值、温度、反应物初始浓度、溶解性气体和离子强度）和反应器类型（悬浮型、固定床型）4个方面介绍了相关研究进展,提出了目前存在的主要问题,并展望了超声-光催化降解水中有机污染物的发展方向。     

光催化降解水中有机污染物研究现状与展望

光催化技术是一种新兴、高效、节能、现代污水处理技术。从半导体光催化技术研究现状、反应机理、常见有机污染物光催化降解的现状、提高半导体光催化剂活性的途径、光催化技术发展中存在问题等方面对半导体光催化技术加以综述和讨论。目前不论从光催化技术、光催化的基础研究以及光催化应用研究方面都需进行大量的、深入研究工作。     

二氧化钛选择性光催化降解有机污染物研究进展

半导体二氧化钛已被广泛应用于有机污染物的光催化降解,但其主要是通过光与二氧化钛作用产生的羟基自由基与有机污染物发生自由基氧化反应,这种自由基反应在降解污染物时没有选择性,当几种有机污染物共存时,它优先催化降解吸附在其表面的高浓度污染物,而低浓度的有机污染物因吸附量少而达不到有效降解。因此,研究开发具有高选择性的能降解低浓度高毒性有机污染物的二氧化钛材料是环境科学领域亟待解决的热点之一。本文综述了近十年来二氧化钛选择性光催化降解有机污染物的研究动态和主要成果,并对未来发展趋势进行展望。     

增强型电场协助光催化降解有机污染物

以颗粒状ＴｉＯ２为光催化剂,以工苯酚溶液的降解为模型反应,实现了在电场协助下三维光电组合仙化反应,实验发现,在相同的反应条件下,电解反应和光催化反应中苯酚的降解率分别为１０％和３３．６％,而光电组合催化过程中苯酚的降解率为８２．８％,存在明显的协同作用,产生这种协同作用的主要原因是,电解水反应可有效地为光催化反应提供氧源,以及阳极偏压可有效地减少光生电子和空穴的复合,此外,还研究了电量和溶液酸碱性     

非水溶性席夫碱铁疏水异相光催化降解有毒有机污染物

通过化学方法合成了疏水性金属有机复合物双（水杨醛）邻苯二胺席夫碱铁（Fe-Bis-Schiff-base- salicylaldehyde-o-Phenylenediamine,Fe-SPA）。在水溶性介质体系中,以Fe-SPA疏水特性作为异相光催化剂降解有毒有机污染物,在pH 7.2介质,可见光（λ>420nm）照射下,通过Fe-SPA活化H2O2降解有毒有机污染物罗丹明B（Rhodamine B,RhB）、亚甲基蓝（Methylene Blue trihydrate,MB）和2,4-二氯苯酚（2,4-Dichlorophenol,2,4-DCP）,研究了Fe-SPA的光催化特性。在实验条件下,反应150min RhB褪色完全,反应300min MB 褪色完全,反应10h DCP降解率达到65%。采用ESR（电子顺磁共振）跟踪测定活性氧化物种,检测到催化体系中产生了高氧化活性羟基自由基。通过RhB体系降解过程中的紫外-可见光谱和红外光谱分析,表明目标底物有效降解且最终转化为胺类和羧酸类小分子。在水溶性介质体系中,Fe-SPA以疏水特性作为异相光催化剂具有良好的稳定性,循环使用5次,光催化活性基本稳定。     

有毒难降解有机污染物的光催化降解

有毒难降解有机污染物的光催化降解在原理、过程和效率等方面仍然存在着巨大的挑战,特别是光催化剂的构效关系、可见光的利用、分子氧的活化和污染物分子矿化分解的机理仍然是今后的研究热点.本文就近年来在半导体光催化和负载型铁离子光催化降解有毒有机污染物的两个重要方面的研究进展进行了评述.     

卤代苯和卤代萘用三氧化硫进行的磺化反应

本文研究 了在非极性溶剂二氯甲烷中卤代苯和卤代萘用SO~3进行的磺化反应. 卤代苯最初开始磺化反应的产物是4-磺酸, 2-卤代萘的产物是8-磺酸. 当用过量的SO~3长时间反应时, 磺化反应得到三取代产物.     

纳米金属铁降解有机卤化物的研究进展

有机卤化物是一种毒性强、难生物降解的环境污染物,传统处理技术存在着降解不完全、效率低等不足。纳米技术的发展给有机卤化物的处理带来了一种新的颇具潜力的方法,即应用纳米金属/双金属颗粒对有机卤化物进行脱卤。目前,以Fe(Ⅱ) 和 Fe(Ⅲ)等常见原料合成纳米铁颗粒的技术已经成熟,纳米颗粒对有机卤化物也显示出高效的降解性能。更重要的是,其可灵活应用于地下水和土壤的原位和异位修复,尤其适用于原位修复。本文综述了纳米铁颗粒降解有机卤化物的研究进展,包括纳米铁颗粒的合成与修饰, 降解效能、降解机理、降解动力学、示范工程等,以及发展前景和今后的研究方向。     

Degradation of Organic Contaminants in Water by Pulsed Corona Discharge

Degradation of organic contaminants in water by high-voltage pulse discharges was investigated. The effects of gas flow rate and liquid conductivity on the degradation of 4-chlorophenol were studied. With the increase of time, the liquid conductivity increases, which have an important effect on discharge. Meanwhile, with the increase of time, the concentration of H₂O₂ increases. Addition of 200 mg/L H₂O₂, the conversion of 4-chlorophenol was greatly enhanced. This may be due to the synergistic effect of high-voltage pulsed discharge and H₂O₂. Also, it was found that the influence of quantity of TiO₂or CuO on degradation of acetophenone is not apparent, maybe the presence of metal oxides hinders the formation of plasma channel due to increase of collusions between metal oxides and oxygen.     

球磨微米硫化零价铁活化双氧水降解有机污染物的研究

报道了机械球磨方法制备的微米硫化零价铁（S-ZVI）可以快速活化H₂O₂降解各类有机污染物.S-ZVI/H₂O₂降解苯酚的单位比表面积反应速率常数是ZVI/H₂O₂的5倍以上,且苯酚的降解不存在初始抑制阶段.探针化合物乙醇的淬灭反应结合电子顺磁共振（EPR）实验证明S-ZVI/H₂O₂体系产生的氧化活性物质为·OH.反应前后S-ZVI颗粒的扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）表征结合电化学测试和苯酚降解结果表明S-ZVI中FeS取代ZVI表面的钝化膜（铁氧化物）,加速了电子从Fe⁰传递到H₂O₂,更快地释放Fe²⁺,引发Fenton反应.在这过程中FeS主要作为电子的导体而非Fe²⁺的释放源.     

高价锰、铁去除水中新兴有机污染物

新兴有机污染物在水环境中广泛存在,对生态环境和人体健康都有潜在危害,如何去除水环境中的新兴有机污染物成为研究人员日益关心的问题.高价锰、铁,主要指高锰酸钾(Mn(Ⅶ),KMnO4)、高铁酸钾(Fe(Ⅵ),K2FeO4),是两类高效且环境友好的无机水处理药剂,可以高效地去除新兴有机污染物,因而备受人们关注.同时,高价锰、...     

金属配合物催化氢解脱卤研究

卤代有机物是环境领域的主要污染物类型之一.氢解脱卤是实现卤代有机物降解的有效途径,而探索不同催化氢解脱卤方法已成为该领域持续的研究热点.其中,金属配位化合物因其特殊的电子效应及空间效应可有效进行氢解脱卤,从而成为近年来报道的新型催化脱卤方法.基于此,本文总结了各种类型金属配合物进行氟、氯及溴代有机物催化脱卤过程的反应类型及过程机理,指出了配合物与卤代有机物之间电子转移状况、空间结构及配体亲卤性对脱卤反应起决定作用.另外,还探讨了中心离子、配体、卤代有机物类型和还原剂等影响因素对配位催化脱卤反应的作用机制,提出了当前配位催化脱卤研究存在的问题,并对今后该领域的实用性研究进行了展望.     

卤代化合物的光化学反应研究进展

介绍近年来卤代化合物在光照射下的偶联反应、醇解反应、消去反应、开环反 应，尤其是卤代杂环化合物的光化学反应，得到了许多用热反应或催化反应无法替 代的具有生物(理)活性的中间体．     

The role of neutral defects in the structural chemistry of liquid water

For defective water associates with an extra hydrogen atom (n-defective associates), size and structure effects on ionization potentials compared to defectless (normal) associates of similar structures have been investigated by quantum chemical and molecular mechanics methods. The ionization potentials of small n defective water associates increase (from fractions of eV to 7 eV–8 eV) with the number of water molecules in the associate. These are most probably the source of a hydrated electron that are responsible for the ensuing equilibrium between all defects in liquid water: neutral n and p defects and ion defects (H _aq ⁺ , OH _aq ^– , e _aq ^– ). Delocalization of an odd electron in defective associates stabilizes the latter and promotes their recombinations, forming hydrated water molecules, hydrogen peroxide, and gaseous hydrogen. Structural instability of fullerene (H₂O)₂₀ relative to normal associates has been found. This compound is stabilized by the endo inclusion of a hydrogen atom, and exo fixation of the hydrogen atom gives rise to an extra source of hydrated electrons.Original Russian Text Copyright © 2004 by G. A. Domrachev, D. A. Selivanovskii, E. G. Domracheva, L. G. Domracheva, A. I. Lazarev, P. A. Stunzhas, S. F. Shishkanov, and V. L. VaksTranslated from Zhurnal Strukturnoi Khimii, Vol. 45, No. 4, pp. 670–677, July–August, 2004.This revised version was published online in April 2005 with a corrected cover date.     

增强型电场协助光催化降解有机污染物的初步研究

众所周知 ,Ti O2 的光催化量子效率低是限制该光催化技术走向应用的重要因素 .近年来 ,研究通过电场协助来提高其光催化反应效率的文献报导逐渐增多 [1～ 3 ] .这类技术中通常把 Ti O2 做成膜电极 ,并对该膜电极施加数十到数百毫伏的阳极偏压 ,致使光生电子更易离开催化剂表面 ,从而提高光催化效率 .例如 ,Butterfield等[2 ] 把 Ti O2 做成膜电极 ,发现光催化效率得到明显提高 .但目前该类工作多关注于具有二维特性的膜电极体系 .由于受膜电极单位活性面积的限制 ,在技术上很难大幅度提高时空降解率 ,使得这种方法在实际应用中可能受到限…