针铁矿与施氏矿物催化光芬顿反应降解环糊精中氯丹的对比研究摘要
本文以氯丹(Chlordane)为目标污染物,环糊精(HPCD)为土壤洗脱溶剂,探究针铁矿与施氏矿物催化光芬顿反应降解环糊精中氯丹的最佳反应条件及降解机理等内容。主要研究内容有:1.矿物对环糊精的吸附效果以及环糊精浓度对矿物吸附氯丹的影响;2.化学制备针铁矿与施氏矿物的表征;3.探究针铁矿与施氏矿物催化光芬顿反应降解氯丹的最佳反应条件:包括初始p H、矿物投加量、H2O2浓度、环糊精浓度;4.探究针铁矿与施氏矿物催化光芬顿反应降解氯丹的机理及可能的降解途径。所得结果如下:1.针铁矿与施氏矿物对环糊精与氯丹的吸附趋势相同,随着环糊精浓度上升,矿物对环糊精吸附量先增加后趋于平缓。当环糊精为0.8 g/L时,针铁矿与施氏矿物吸附量最大,分别为84.8 mg/g和12.98 mg/g,针铁矿与施氏矿物对氯丹吸附量分别为6.98 mg/g和3.83 mg/g。2.对化学制备的针铁矿与施氏矿物进行表征,通过X-射线衍射(XRD)分析可知,所制备的针铁矿与施氏矿物为纯矿物;通过扫描电子显微镜(SEM)可观察到针铁矿为针状矿物,粒径范围为0.5-2.5μm,施氏矿物多为小球状,粒径范围为1.5-4μm,两种矿物都具有明显的团聚现象;经比表面积分析(BET)可知,所得针铁矿与施氏矿物比表面积分别为33.11m2/g和9.71 m2/g。3.针铁矿与施氏矿物催化光芬顿反应降解氯丹的最佳反应条件:针铁矿体系,针铁矿投加量10 mg/L、环糊精浓度为0.8 g/L、溶液初始p H为3、H2O2浓度为50 mmol/L;施氏矿物体系,施氏矿物投加量60 mg/L、环糊精浓度为0.8 g/L、溶液初始p H为3、H2O2浓度为50 mmol/L。4.针铁矿与施氏矿物催化光芬顿反应降解氯丹的过程中,矿物表面催化反应与紫外光催化反应共同作用,促使H2O2分解产生·OH,·OH直接攻击污染物,进而影响氯丹的降解效果。氯丹降解过程中,氯丹发生氧化反应,多个·OH进攻一个氯丹分子,使其脱氯后形成新的开环产物。如:环氧氯丹,羟基六氯,甲基丁香酚,2-甲氧基-6甲基,1,2,4,5-四氯苯等物质。通过针铁矿与施氏矿物催化光芬顿反应降解环糊精中的氯丹,探究针铁矿与施氏矿物催化光芬顿反应降解氯丹的最优条件,推测针铁矿与施氏矿物催化光芬顿反应降解氯丹的机理,为修复有机氯污染土壤提供技术支持。
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