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《安徽农业大学》 2003年
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乙草胺在水中光化学降解机理研究

徐利  
【摘要】: 本文以高压汞灯、太阳光为光源,研究了酰胺类除草剂乙草胺在水溶液中的光化学降解。以PNDA为·OH探针性物质,着重进行了H_2O_2、表面活性剂及三氮苯类除草剂对乙草胺光解的影响与作用机理研究。同时借助制备薄层层析、高效薄层层析、气质联用技术(GC—MS),研究探讨了乙草胺在高压汞灯光照下,水溶液中的直接光解产物及光解途径以及H_2O_2、表面活性剂农乳601对乙草胺光解产物和途径的影响。主要研究结果如下: 1.乙草胺在水中于太阳光下较难降解,光解半衰期为23.1h,而在高压汞灯下光解迅速,半衰期为5.98min。 2.H_2O_2通过光解产生·OH,从而对水中乙草胺表现出显著的光敏化降解作用。高压汞灯光照下,H_2O_2添加浓度小于或等于19.4mmol/L时,随着H_2O_2浓度的增高,乙草胺光解速率不断提高,与乙草胺的直接光解相比,其光解速率提高了1.53~2.40倍,并且H_2O_2浓度为19.4mmol/L时的光敏化作用最强。但当H_2O_2添加浓度大于19.4mmol/L,其催化乙草胺光降解能力反而下降,乙草胺光解半衰期延长,这主要是由于H_2O_2本身能与·OH反应生成HO_2·自由基,而HO_2·的反应能力比·OH弱。太阳光下,乙草胺在水体中的光解速率在整个实验添加浓度范围内,随H_2O_2添加量的增加而不断提高,H_2O_2的存在使乙草胺在水溶液中的光解半衰期从23.1h缩短至8.45~1.93h。 3.高压汞灯光照下,15℃重蒸馏水中,乙草胺的直接光解半衰期为6.91min;温度升高到30℃时,乙草胺直接光解反应速率最大,光解半衰期最短为4.84min;温度继续升高,乙草胺光解速率不再提高。同时在H_2O_2存在的情况下,10℃时乙草胺的敏化光解半衰期为5.94min,即此时H_2O_2的催化光敏能力最弱;15℃~35℃范围内,H_2O_2的光反应活性最大,产生的·OH量最多,因此,乙草胺的敏化光解半衰期最短,平均为2.65min;而在40℃时,H_2O_2的光敏化能力明显下降,乙草胺的光解半衰期延长到3.89min。 4.高压汞灯光照下,表面活性剂中阴离子型SDBS,非离子型农乳603和农乳404,分别与乙草胺以小于1:1的剂量比混合光照时,对乙草胺表现出一定的光敏降解作用;而剂量比为5:1时转化为光猝灭作用。阴离子和非离子型混合型0206B与乙草胺混合比例低于0.1:1时促进乙草胺光解,1:1和1:5时抑制乙草胺光解。Tween80在实验添加浓度范围内,对乙草胺光解均产生一定的光敏作用,使乙草胺的相对光解速率提高1.06~1.17倍。当CTAB、农乳500、农乳601、农乳500与农乳603的1:1混剂、农乳500与农乳601的3:7混剂、农乳404和农乳603的1:1混剂,分别与乙草胺混合光照,对乙草胺光解均产生不同程度的猝灭作用。表面活性剂对乙草胺的光敏或光猝灭强度与表面活性剂的性质、吸收光谱、添加剂量等诸多因素的影响。 5.在高压汞灯光照下,表面活性剂Tween 80,0206B对H_2O_2催化乙草胺光敏降解产 生抑制作用,而CTAB在小于10mg/卜时,促进H。0。对乙草胺的光敏作用,但在50mm/L 时又抑制了比。的光敏化作用。三氮苯类除草剂对比从催化乙草胺光敏降解均产生抑制 作用。不同化学物质对比。催化乙草胺光解的不同影响作用机理与它们对光的竞争吸收 及对比。的羟基自由基产生量的影响有关。 6.对于高压汞灯下乙草胺在水中的光降解产物,利用高效薄层层析方法检测到9 种,其中两种比移值Rf分别为 0.72和 0.79的产物 7和 8,通过制备薄层层析分离得到 纯品,经质谱定性为8一甲基一l一甲氧乙基一4一甲基一2一氧代一1,2,3,4一四氢睦 琳和 2一甲基一6一乙基一N一甲氧乙基一N一环氧乙烯一苯胺。同时用 GC----anS分辨出乙 草胺在水溶液中高压汞灯下光解产生的12种产物,通过对降解产物结构的分析,得出 乙草胺水中的直接光解途径主要有脱氯、脱氢、脱烷基、脱烷氧基、羟基化、环化、氧 化等,而比。和农乳 60对乙草胺水中的光解影响机理为使乙草胺的光解途径与光解产 物发生变化。
【学位授予单位】:安徽农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:O644.2

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