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关于盐酸羟胺和酒石酸强化Fe~(2+)_Na_2S_2O_8体系降解双酚A

大C-会员头像-www.bzwz.com标准物质网 大C 0 438 2021-11-08
【摘要】Fe2+/Na2S2O8(persulfate,PS)体系中存在Fe2+易发生沉淀且Fe3+无法还原的问题,以典型的持久性有机污染物双酚A(bisphenolA,BPA)为研究对象,分别考察络合剂酒石酸(tartaricacid,TA)和还原剂盐酸羟胺(hydroxylamine,HA)强化Fe2+/PS体系对双酚A降解过程的影响。在Fe2+/TA/PS体系、Fe2+/HA/PS体系及Fe2+/TA/HA/PS体系中分别考察了盐酸羟胺投加量、酒石酸投加量、体系pH作用范围等因素的影响,同时对氧化作用机理加以分析。研究表明:酒石酸和盐酸羟胺均能提高双酚A在Fe2+/PS体系中的去除率,且均具有最优值;络合剂酒石酸起到长期促进作用,而还原剂盐酸羟胺起到短期促进作用。探针实验表明络合剂和还原剂共同强化的体系中·OH和SO4·-仍然是主要的氧化物种。当PS投加量均为2.64mmol·L-1时,30min内Fe2+/TA/HA/PS体系中SO4·-的生成量为11.3µmol·L-1,而Fe2+/PS体系中SO4·-的生成量为1.4µmol·L-1,表明体系通过加速了自由基生成速率从而加快了双酚A的降解。研究结果表明Fe2+/TA/HA/PS体系在中性条件下实现了对双酚A的强化降解,显著优于Fe2+/PS体系。
  • 双酚A作为典型的持久性有机污染物和内分泌干扰物而引起人们广泛的注意。双酚A主要被用于聚碳酸酯塑料和环氧树脂的生产中。作为塑料单体或者塑化剂,双酚A每年的产量可以达到6×106t。研究表明,双酚A会在自然条件下,从食物或者饮料的容器、密封胶等塑料制品中渗漏出来,由此通过环境进入人体,从而威胁健康。

    在研究过程中发现,在人体血液或其他液体中游离的或者结合态的双酚A的浓度要高于刺激体外培养的细胞中的一些分子端点所需要的浓度,同时对动物研究表明,双酚A的浓度与前者处于同一个数量级。虽然雌二醇与雌激素受体的结合力要比双酚A大1000~10000倍,但是研究结果表明,双酚A可以与雌激素受体ERα和ERβ结合,且更易与ERα结合,由此可见,低浓度长时间的接触所引起的问题便也不容忽视。Na2S2O8(PS)作为一种新型氧化剂,相比于传统的H2O2具有化学性质稳定的特点。

    近年来,新型氧化剂Na2S2O8构建的氧化体系具有非常大的应用范围。已有研究表明,Fe2+活化PS能够产生SO4·-自由基,实现对不同有机化合物的降解,如4-氯酚、红霉素、MTBE(甲基叔丁基醚)、甲苯等。溶液pH、Fe2+浓度、PS浓度、无机阴离子等因素均能影响Fe2+/PS体系的氧化效果。Fe2+/PS体系相比于传统的Fenton体系,存在一个最大的问题就是Fe3+无法还原为Fe2+,进而无法构成链式反应,限制了其氧化效果。因此,开发过硫酸盐强化技术具有重要意义。本研究以双酚A为模式污染物,分别采用盐酸羟胺(hydroxylamine,HA)和酒石酸(tartaricacid,TA)作为添加剂,分析还原强化作用和络合强化作用对氧化效果的影响,考察了盐酸羟胺投加量、酒石酸投加量、体系pH作用范围等因素的影响,同时对氧化作用机理加以分析。

    1实验部分

    1.1实验试剂与仪器

    实验过程所使用的药剂如表1所示,使用的主要仪器如表2所示。

    1.2分析方法

    双酚A的浓度测定采用高效液相色谱法,流动相为甲醇:水=75:25(体积比),流速为1mL·min-1,检测波长为278nm,柱温为40℃,进样量为10µL。硫酸根自由基的测定采用甲醇完全捕获法,生成的甲醛采用2,4-二硝基苯肼衍生反应生成2,4-二硝基苯腙,色谱条件如下:甲醇:水=60:40(体积比),流速为0.5mL·min-1,检测波长为352nm,柱温为40℃,进样量为10µL。采用碘化钾分光光度法进行测定,检测波长为352nm。

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