收藏本站
《浙江大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

金属酞菁负载化及其可见光敏化降解氯苯酚

熊志刚  
【摘要】: 环境污染是影响21世纪人类生存和国民经济发展的重大问题。基于太阳光和分子氧在常温常压下产生各种活性氧自由基的高级氧化技术,有望实现有毒有机污染物的降解或彻底矿化,因而越来越受到人们的关注。其中,金属酞菁光敏化体系能够直接利用可见光,敏化分子氧产生单线态氧,快速消除水体中的氯苯酚等生物难降解有机污染物,具有较好的发展前景。 本论文围绕金属酞菁负载化这一主题,系统地研究了有机膨润土和水滑石的结构、负载方式和负载量等对吸附和可见光光敏降解水中氯苯酚的影响及其反应机理。在大幅度提高光敏效率的同时,解决了有机粘土吸附剂的再生问题。首次尝试金属酞菁-杂多酸复合体系,提高了酞菁激发态的利用率。论文取得了一些具有重要学术价值和应用前景的研究成果。 (1)经阳离子表面活性剂改性的膨润土能有效吸附水中的有机污染物,进一步往粘土层间插入疏水性的酞菁铝(AlPc),通过光敏化产生单线态氧,成功实现了有机膨润土的循环使用。在可见光照下,此复合粘土能高效富集和快速消除水中的硝基、氯代苯酚等生物难降解有机污染物。反应的起始速率随有机物吸附的增加而加快,并很好地符合Langmuir-Hinshelwood模型。增加AlPc负载量能使粘土层间距由1.82增加到2.15 nm,却显著降低了有机物的吸附,它的最佳负载量为0.25 wt%。结果表明粘土层间的疏水相一方面能够有效富集有机污染物,另一方面为光敏化反应提供了适宜的环境。但是,由于中间产物的生成和吸附,四次循环后,复合粘土的吸附性能及光敏活性均略有下降。 (2)将水溶性磺化酞菁钯(PdPcS)成功地插入到有机膨润土层间,可见光照下用于水中2,4,6-三氯苯酚的消除。此复合粘土能有效吸附并快速敏化氧化水中的TCP,实现了完全的脱氯。反应起始速率随TCP起始吸附量的增加而加快,并很好地符合Langmuir-Hinshelwood动力学方程。TCP氧化反应的速率常数随表面活性剂链长的增加而增大,并和复合粘土对TCP吸附量的变化顺序一致,进一步揭示了吸附对光敏化过程的促进作用。此外,PdPcS的负载显著降低了TCP在有机粘土上的吸附,并在1.0wt%时显示出最佳的光敏活性。负载后的PdPcS和表面活性剂共存于粘土层间,极大地抑制了它的聚集。此复合粘土七次循环后,吸附性能和光敏活性基本稳定。 (3)将水溶性PdPcS负载到水滑石以及经阴离子表面活性剂(SDS)改性的水滑石。采用共沉淀法将PdPcS插入到粘土层间或通过离子交换法将PdPcS吸附在粘土层外表面。可见光照下,这些复合粘土均能快速敏化氧化水中的2,4,6-三氯苯酚,但随PdPcS负载位置及聚集方式的不同,它们的效率呈现出显著的差异。只有当PdPcS和SDS二者均垂直地分布在粘土层间时,复合粘土的光敏活性才最高,并且随TCP吸附量和PdPcS负载量的增加而增强。该复合光敏剂能被多次循环使用并基本稳定。 (4)首次将阳离子酞菁铝和杂多酸阴离子相结合,在可见光光敏产生单线态氧的同时,实现了酞菁激发态和杂多酸之间的电子转移过程,提高了氯苯酚的光降解效率。通过加入H_2O_2,促进了氧化性的酞菁阳离子自由基的生成,加快了水体中酚类有机污染物的氧化消除。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:X703

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 薛娟琴;张桀;赵肖;李国平;毕强;郭莹娟;;四氨基钴酞菁催化产生活性氧的性能[J];环境化学;2013年08期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 刘巍,吴星,王昀,张巧平;四磺酸基酞菁在溶液中的聚合平衡[J];光谱学与光谱分析;2002年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 薛红艳;尹彦冰;景介辉;;烷氧基铜酞菁的合成及溶解性的研究[J];东北师大学报(自然科学版);2008年02期
2 王颖;任奇志;郭琳童;侯宗胜;蒋宗润;;四磺酸酞菁及其金属配合物的合成、表征及对1,5-萘二酚的光敏催化氧化性能[J];高等学校化学学报;2013年07期
3 许秀枝;王艰;严文锦;蚩会丽;李柱来;;四-β-磺酸钾基无金属酞菁的合成及表征[J];海峡药学;2010年12期
4 司西强;夏道宏;项玉芝;周玉路;;表面活性剂对磺化酞菁钴苛性碱液的稳定化作用研究[J];精细化工;2009年03期
5 闫冰;刘立莉;赵书涛;潘守甫;;CH_4+O_2体系中碰撞-诱导O_2(X~3∑_g~-→a~1△_g)跃迁几率计算[J];原子与分子物理学报;2009年04期
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张乃东;张曼霞;彭永臻;;S_2O_8~(2-)派生氧化法催化降解水中的甲基橙[J];催化学报;2006年05期
2 徐明生,季振国,阙端麟,汪茫,陈红征;回顾与展望:酞菁及其应用[J];材料科学与工程;1999年02期
3 刘德启,顾钧,丁梅香,江飞,周谨;萃取-催化氧化光度法测定H_2O_2的羟基自由基(Ⅱ)[J];分析科学学报;2002年02期
4 任参;宋敏;张琳萍;毛志平;;金属酞菁配合物在催化双氧水漂白棉型织物中的应用[J];纺织学报;2012年01期
5 黄应平;刘德富;张水英;张德莉;马万红;赵进才;;可见光/Fenton光催化降解有机染料[J];高等学校化学学报;2005年12期
6 刘琰;孙德智;;高级氧化技术处理染料废水的研究进展[J];工业水处理;2006年06期
7 王滨松,黄君礼,张杰;Fenton试剂氧化活性染料废水的研究[J];哈尔滨工业大学学报;2005年09期
8 张乃东;张曼霞;孙冰;;硫酸根自由基处理水中甲基橙的初步研究[J];哈尔滨工业大学学报;2006年04期
9 纪玉国;赵震;余长春;段爱军;姜桂元;;Fischer-Tropsch合成钴基催化剂研究进展[J];化工进展;2007年07期
10 张乃东,黄君礼,郑威;动态UV-vis/H_2O_2/草酸铁络合物法光解苯胺[J];化工学报;2002年01期
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 刘桂芳;孙亚全;陆洪宇;鞠然;朱丽楠;康凯;;活化过硫酸盐技术的研究进展[J];工业水处理;2012年12期
2 康雪;马晓迅;高续春;师亚;;过硫酸钠溶液氧化吸收NO工艺[J];化学工程;2013年08期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 吴星,袁诗海,姚荣,郭荣;三磺化酞菁在微乳液、胶束、醇-水体系中的二聚现象研究[J];化学学报;1997年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 J.Rochlitz;胡琴;;染料的能量转换[J];染料与染色;1980年03期
2 刘理中;俞善信;聂爱华;;2,5-二乙氧基-4-吡咯烷基苯基重氮氯化锌复盐的合成[J];湖南师范大学自然科学学报;1993年01期
3 周庆复,沈淑引,许慧君;酞菁化合物光敏化氧化-还原反应的研究——Ⅲ.在胶束体系中光敏化还原甲基紫精的研究[J];感光科学与光化学;1984年03期
4 戴光松;秦绪智;张建科;吴世康;;β-二酮类化合物的光互变异构化反应[J];有机化学;1987年02期
5 许慧君,周庆复,沈淑引;酞菁化合物光敏化氧化-还原反应的研究——Ⅱ.荧光光谱特性及光敏化还原紫精的研究[J];感光科学与光化学;1984年01期
6 陈慧,魏东斌,安太成,房彦军;水溶性金属卟啉的合成及其光敏性质[J];西北师范大学学报(自然科学版);1998年03期
7 宋钦华,徐业平,俞书勤,马兴孝;芳香氨基酸及其肽光电离、SO_4~(·-)氧化与光敏化过程的比较研究[J];北京大学学报(自然科学版);2001年02期
8 张莉,任焱杰,蔡生民;染料敏化La~(3+)掺杂的TiO_2纳米多孔膜光电化学[J];电化学;2002年01期
9 夏璐;光催化光敏化氧化含酚含氯废水的实验研究[J];化学与生物工程;2004年05期
10 夏璐,唐庚飞,蒋柠穗,覃科;染料敏化光助催化降解五氯酚钠的实验研究[J];广西民族学院学报(自然科学版);2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘春艳;刘云;;卟啉化合物对Ag-TiO_2复合纳晶的光敏化[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集(下卷)[C];2001年
2 许宜铭;于小涵;吕惠卿;王灶生;;吸附对TiO_2-光催化和光敏化降解活性染料的影响[A];2000'全国光催化学术会议论文集[C];2000年
3 高基伟;丁新更;;TiO_2的光响应能力扩展的研究进展[A];全国第三届溶胶—凝胶科学技术学术会议论文摘要集[C];2004年
4 胡霞;牛涛;宋启军;彭翔;牛晓雯;;氯代酚的光敏化转化及其化学发光与电化学发光现象的研究[A];中国化学会第26届学术年会光化学分会场论文集[C];2008年
5 成荣敏;;二氧化钛光催化剂的研究进展[A];中国化学会第27届学术年会第12分会场摘要集[C];2010年
6 靳治良;吕功煊;;曙红敏化TiO_2催化剂可见光诱导还原水制氢研究[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
7 孙文芳;董世明;王夺元;万谦;乐加昌;李美芬;庞素珍;;类卟啉稀土配合物光敏化产生单重态氧的ESR研究[A];第八届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];1994年
8 熊志刚;孙爱华;胡美琴;许宜铭;;负载化酞氰铝可见光敏化降解取代苯酚[A];第二届全国环境化学学术报告会论文集[C];2004年
9 吴艳香;蒋新;陈喜明;;SiO_2-V_2O_5-TiO_2复合薄膜光诱导超亲水性的研究[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(下)[C];2006年
10 李迎新;董霞;王欢;;血液照射光动力疗法对转基因鼠血液中乙型肝炎病毒表面抗原的作用[A];天津市生物医学工程学会2006年学术年会论文摘要集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前5条
1 黄建东;从企业外部寻找成果[N];上海证券报;2006年
2 朱永坤;走可控降解之路[N];中国化工报;2003年
3 刘莉 赵雪;用好手中这捧“土”[N];科技日报;2004年
4 ;何为光敏性皮炎[N];医药养生保健报;2004年
5 ;光解水用光催化材料研究进展[N];科技日报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 夏璐;光催化敏化降解含氯有机废水及动力学模拟[D];广西大学;2005年
2 王侃;负载型TiO_2催化剂可见光降解染料污染物的研究[D];浙江大学;2004年
3 舒心;钛基复合光催化材料的制备及性能研究[D];北京化工大学;2009年
4 陈瑞川;天然酚类抗氧化剂的抑癌作用及其机制[D];厦门大学;2000年
5 李松田;改性纳米二氧化钛的制备、表征及其对染料废水的光催化行为研究[D];江苏大学;2008年
6 汤文建;DNA光解酶作用机理的模型研究[D];中国科学技术大学;2006年
7 王红波;几个涉及分子内电子转移和能量转移的有机光化学反应[D];中国科学技术大学;2006年
8 刘志强;Ⅰ、高岭土的插层与表面有机改性及对PVC塑料的改性作用 Ⅱ、纳米中孔二氧化钛光敏化及其应用[D];华东师范大学;2003年
9 杜卫平;(羟基)氧化铁光催化降解有机物的反应机理[D];浙江大学;2007年
10 陈代梅;非金属元素掺杂纳米TiO_2的制备和光催化特性研究[D];天津大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈喜明;TiO_2薄膜光诱导超亲水性的研究[D];浙江大学;2005年
2 胡霞;氯代酚的光敏化化学发光研究[D];江南大学;2008年
3 王丹军;氯苯嘧啶醇的光化学降解研究[D];安徽农业大学;2004年
4 王美容;CdS敏化纳晶TiO_2薄膜电极的光电化学性能研究[D];北京化工大学;2006年
5 吕学钧;负载铁催化剂光助降解有机染料的研究[D];浙江大学;2005年
6 汪鹏华;酮类光敏剂与MoO_3协同光催化降解偶氮染料的研究[D];广西大学;2006年
7 安红波;竹红菌乙素光活化农药实用制剂研制及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
8 辛晓晶;可环境消纳塑料助剂——共生稀土(镧、铈、镨)-邻苯二甲酸配合物的合成、表征及光敏化效果研究[D];福建师范大学;2004年
9 蒋雄杰;酞菁硅配合物的轴向修饰、表征及在光动力治疗中的应用[D];福州大学;2006年
10 高华英;环糊精衍生物的合成及光化学性质研究[D];安徽师范大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026