水—有机两相体系中二噁英类化合物的催化加氢脱卤降解

论文摘要

芳烃卤代物以其高毒性和难降解性对人类健康和环境所造成的严重威胁日益受到重视。温和条件下的催化加氢技术以其简单、安全、高效等优点被认为是当前最有应用前景的卤代有机物降解技术而受到研究者的广泛关注。本论文主要开展了温和条件下、液相体系中Pd/C催化4-溴联苯、2,4,8-TCDF与变压器油中PCBs的加氢脱卤方法研究,通过研究催化剂的失活机制和相转移试剂的调控机制,发展了有机-水两相体系中二噁英类污染物的加氢脱卤方法,实现了温和条件下高浓度二噁英、多氯联苯等POPs高效加氢降解,为我国库存POPs的消减提供了一种有效的降解方法和技术。同时,还深入探讨了温度、碱、溶剂与相转移剂等因素对脱氯反应的影响以及2,4,8-TCDF加氢脱氯反应过程中的选择性问题。在温和条件下,水-有机两相体系中4-溴联苯、2,4,8-TCDF与变压器油中PCBs均可实现高效脱卤。碱、溶剂及相转移剂等是两相脱卤过程中影响脱卤速率的主要因素,此外,温度、取代基类型、水-有机比等因素也在不同程度上影响着脱卤速率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章文献综述
• 1.1 持久性有机污染物的定义和特性
• 1.2 持久性有机污染物的来源
• 1.3 持久性有机污染物在环境介质中的迁移
• 1.3.1 POPs 在水环境中的迁移
• 1.3.2 POPs 在土壤环境中的迁移
• 1.3.3 POPs 在大气环境中的迁移
• 1.4 POPs 对人类的危害
• 1.5 POPs 的消解技术
• 1.5.1 焚烧法
• 1.5.2 化学还原法
• 1.5.3 化学氧化法
• 1.5.4 光解法
• 1.5.5 生物降解法
• 1.5.6 催化加氢
• 1.5.6.1 催化剂体系
• 1.5.6.2 催化反应体系
• 1.6 论文的选题与设想
• 第二章 4-溴联苯加氢降解
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验过程
• 2.1.3 分析条件
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 Pd/C 催化4-溴联苯加氢脱溴
• 2.2.1.1 反应温度对4-溴联苯加氢脱溴的影响
• 2.2.1.2 溶剂对4-溴联苯加氢脱溴影响
• 2.2.1.3 碱对4-溴联苯加氢脱溴影响
• 2.2.1.4 不同KOH 浓度对4-溴联苯加氢脱溴的影响
• 2.2.1.5 相转移剂对4-溴联苯加氢脱溴的影响
• 2.2.1.6 不同水-有机体积比对4-溴联苯加氢脱溴的影响
• 2.2.1.7 催化剂重复利用
• 2.2.1.8 不同芳基溴代物的加氢脱溴
• 2.2.2 Raney Ni 催化4-溴联苯加氢脱溴
• 2.2.2.1 反应温度对4-溴联苯加氢脱溴的影响
• 2.2.2.2 溶剂对4-溴联苯加氢脱溴的影响
• 2.2.2.3 不同碱对4-溴联苯加氢脱溴的影响
• 2.2.2.4 不同相转移剂对4-溴联苯加氢脱溴的影响
• 2.4 本章小结
• 第三章2,4,8-三氯代二苯并呋喃加氢脱氯降解
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 实验过程
• 3.1.3 分析条件
• 3.2 实验结果与讨论
• 3.2.1 不同反应温度下的2,4,8-TCDF 催化加氢脱氯
• 3.2.2 溶剂对2,4,8-TCDF 加氢脱氯的影响
• 3.2.3 碱对2,4,8-TCDF 加氢脱氯的影响
• 3.2.3.1 不同碱对2,4,8-TCDF 加氢脱氯的影响
• 3.2.3.2 不同NaOH 浓度对2,4,8-TCDF 加氢脱氯的影响
• 3.2.3.3 不同浓度下的碱金属离子半径对2,4,8-TCDF 加氢脱氯的影响
• 3.2.4 相转移剂对2,4,8-TCDF 加氢脱氯的影响
• 3.2.5 2,4,8-TCDF 催化加氢脱氯过程中的选择性
• 3.3 本章小结
• 第四章变压器油中多氯联苯的加氢脱氯降解
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 实验过程
• 4.1.3 分析条件
• 4.2 实验结果与讨论
• 4.2.1 PCBs 样品分析
• 4.2.2 不同碱对变压器油中PCBs 加氢脱氯的影响
• 4.2.3 相转移剂TEAC 对变压器油中PCBs 加氢脱氯的影响
• 4.3 本章小结
• 第五章总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢