固态冰相中苯酚的光化学转化规律

论文摘要

冰雪是寒带生态系统和冬季温带生态系统的重要组成部分。研究表明,光化学作用可以将冰雪中的一些毒性较小的有机物转化形成持久性、可生物积累并有毒性的有机污染物,使受到污染的冰雪可能成为潜在的二次污染源。因此,冰相的光化学研究与大气和水环境光化学研究具有同等重要的意义。本文分别研究了在高压汞灯和模拟太阳光作用下,冰相中苯酚的光转化规律,提出了本实验条件下冰相中苯酚的光转化机理。研究结果表明,在高压汞灯和模拟太阳光作用下,冰相中苯酚光转化符合一级动力学方程。试剂浓度、光强、pH和共存离子等因素对苯酚光转化过程影响较大。在高压汞灯作用下,冰相中苯酚可以发生直接光解,当H2O2、NO3-、NO2-存在时还可以发生间接光转化。中间产物分析表明,苯酚在冰相的光转化途径不同于水相。冰相中苯酚光转化产物数量增加、结构复杂、毒性增强。在模拟太阳光作用下,冰相中苯酚不能发生直接光解,当有H2O2、NO2-存在时苯酚可以发生间接光转化。在上述两个体系中,当H2O2存在时,会形成羟基化产物;当NO3-和NO2-存在时,会形成羟基化产物和硝化产物。

论文目录

• 内容提要
• 第1章 绪论
• 1.1 冰的物理化学性质
• 1.2 冰雪中有机物的来源
• 1.3 冰雪中有机物的迁移转化
• 1.3.1 冰雪中有机物的迁移
• 1.3.2 冰相表面污染物的吸附与解离
• 1.3.3 冰的直接光解和辐解
• 1.3.4 大气云层冰晶中的光化学转化
• 1.3.5 冰雪中有机物的直接光化学转化
• 1.3.6 冰雪中有机物的间接光化学转化
• 1.4 本论文研究的内容和研究意义
• 第2章 主要试剂、仪器和分析方法
• 2.1 主要试剂
• 2.2 仪器设备
• 2.3 实验方法
• 2.4 样品及产物的分析测试条件
• 第3章 紫外光作用下冰相中苯酚的直接光转化
• 3.1 实验方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 冰相中苯酚直接光转化的影响因素
• 3.2.1.1 光暗反应对照实验
• 3.2.1.2 苯酚不同初始浓度的影响
• 3.2.1.3 pH 值的影响
• 3.2.1.4 阴阳离子的影响
• 3.2.1.5 不同光强的影响
• 3.2.1.6 不同水质的影响
• 3.2.2 冰相中紫外光作用下苯酚的直接光转化机理
• 3.2.2.1 紫外光作用下光转化产物的液相色谱分析
• 3.2.2.2 紫外光作用下中间产物的测定
• 3.2.2.3 紫外光作用下光转化机理的探讨
• 3.3 本章小结
• 2O-2、UV/NO₃^-和UV/NO₂^-作用下冰相中苯酚的光化学转化'>第4章 UV/H₂O-2、UV/NO₃^-和UV/NO₂^-作用下冰相中苯酚的光化学转化
• 2O₂作用下冰相中苯酚的光化学转化'>4.1 UV/H₂O₂作用下冰相中苯酚的光化学转化
• 4.1.1 实验方法
• 4.1.2 结果与讨论
• 2O₂ 作用下冰相苯酚光转化的影响因素'>4.1.2.1 UV/H₂O₂作用下冰相苯酚光转化的影响因素
• 4.1.2.1.1 光暗反应对照实验
• 4.1.2.1.2 苯酚不同初始浓度的影响
• 2O₂ 初始浓度的影响'>4.1.2.1.3 H₂O₂初始浓度的影响
• 4.1.2.1.4 pH 值的影响
• 4.1.2.1.5 阴阳离子的影响
• 4.1.2.1.6 光照强度的影响
• 4.1.2.1.7 不同水质的影响
• 2O₂ 作用下冰相中苯酚的光转化机理'>4.1.2.2 UV/H₂O₂作用下冰相中苯酚的光转化机理
• 2O₂ 作用下光转化产物的液相色谱分析'>4.1.2.2.1 UV/H₂O₂作用下光转化产物的液相色谱分析
• 2O₂ 作用下中间产物的测定'>4.1.2.2.2 UV/H₂O₂作用下中间产物的测定
• 2O₂ 作用下光转化机理的探讨'>4.1.2.2.3 UV/H₂O₂作用下光转化机理的探讨
• 4.1.3 本节小结
• 3^-作用下冰相中苯酚的光化学转化'>4.2 UV/NO₃^-作用下冰相中苯酚的光化学转化
• 4.2.1 实验方法
• 4.2.2 结果与讨论
• 3^-作用下冰相中苯酚光转化的影响因素'>4.2.2.1 UV/NO₃^-作用下冰相中苯酚光转化的影响因素
• 4.2.2.1.1 光暗反应对照实验
• 4.2.2.1.2 苯酚不同初始浓度的影响
• 3^-初始浓度的影响'>4.2.2.1.3 NO₃^-初始浓度的影响
• 4.2.2.1.4 pH 值的影响
• 4.2.2.1.5 阴阳离子的影响
• 4.2.2.1.6 光照强度的影响
• 4.2.2.1.7 不同水质的影响
• 3^-作用下冰相中苯酚的光转化机理'>4.2.2.2 UV/NO₃^-作用下冰相中苯酚的光转化机理
• 3^-作用下光转化产物的液相色谱分析'>4.2.2.2.1 UV/NO₃^-作用下光转化产物的液相色谱分析
• 3^-作用下中间产物的测定'>4.2.2.2.2 UV/NO₃^-作用下中间产物的测定
• 3^-作用下光转化机理探讨'>4.2.2.2.3 UV/NO₃^-作用下光转化机理探讨
• 4.2.3 本节小结
• 2^-作用下冰相中苯酚的光化学转化'>4.3 UV/NO₂^-作用下冰相中苯酚的光化学转化
• 4.3.1 实验方法
• 4.3.2 结果与讨论
• 2^-作用下冰相中苯酚光转化的影响因素'>4.3.2.1 UV/NO₂^-作用下冰相中苯酚光转化的影响因素
• 4.3.2.1.1 光暗反应对照实验
• 4.3.2.1.2 苯酚不同初始浓度的影响
• 2^-初始浓度的影响'>4.3.2.1.3 NO₂^-初始浓度的影响
• 4.3.2.1.4 pH 值的影响
• 4.3.2.1.5 阴阳离子的影响
• 4.3.2.1.6 光强的影响
• 4.3.2.1.7 不同水质的影响
• 4.3.2.2 UV/N02-作用下冰相中苯酚的光转化机理
• 2^-作用下光转化产物的液相色谱分析'>4.3.2.2.1 UV/NO₂^-作用下光转化产物的液相色谱分析
• 2^-作用下中间产物的测定'>4.3.2.2.2 UV/NO₂^-作用下中间产物的测定
• 2^-作用下光转化机理探讨'>4.3.2.2.3 UV/NO₂^-作用下光转化机理探讨
• 4.3.3 本节小结
• 4.4 本章小结
• 第5章 模拟太阳光作用下冰相中苯酚的光化学转化
• 2O₂作用下冰相中苯酚的光化学转化'>5.1 模拟太阳光/H₂O₂作用下冰相中苯酚的光化学转化
• 5.1.1 实验方法
• 5.1.2 结果与讨论
• 5.1.2.1 模拟太阳光的光谱
• 2O₂ 作用下冰相苯酚光转化的影响因素'>5.1.2.2 模拟太阳光/H₂O₂作用下冰相苯酚光转化的影响因素
• 5.1.2.2.1 光暗反应对照实验
• 5.1.2.2.2 苯酚不同初始浓度的影响
• 2O₂ 初始浓度的影响'>5.1.2.2.3 H₂O₂初始浓度的影响
• 5.1.2.2.4 pH 值的影响
• 5.1.2.2.5 阴阳离子的影响
• 5.1.2.2.6 光照强度的影响
• 5.1.2.2.7 不同水质的影响
• 2O₂ 作用下冰相中苯酚的光转化机理'>5.1.2.3 模拟太阳光/H₂O₂作用下冰相中苯酚的光转化机理
• 2O₂ 作用下中间产物的测定'>5.1.2.3.1 模拟太阳光/H₂O₂作用下中间产物的测定
• 2O₂ 作用下光转化机理探讨'>5.1.2.3.2 模拟太阳光/H₂O₂作用下光转化机理探讨
• 5.1.3 本节小结
• 2^-作用下冰相中苯酚的光化学转化'>5.2 模拟太阳光/NO₂^-作用下冰相中苯酚的光化学转化
• 5.2.1 实验方法
• 5.2.2 结果与讨论
• 2^-作用下冰相苯酚光转化的影响因素'>5.2.2.1 模拟太阳光/NO₂^-作用下冰相苯酚光转化的影响因素
• 5.2.2.1.1 光暗反应对照实验
• 5.2.2.1.2 苯酚不同初始浓度的影响
• 2^-初始浓度的影响'>5.2.2.1.3 NO₂^-初始浓度的影响
• 5.2.2.1.4 pH 值的影响
• 5.2.2.1.5 阴阳离子的影响
• 5.2.2.1.6 光照强度的影响
• 5.2.2.1.7 不同水质的影响
• 2^-作用下冰相中苯酚的光转化机理'>5.2.2.2 模拟太阳光/NO₂^-作用下冰相中苯酚的光转化机理
• 2^-作用下中间产物的测定'>5.2.2.2.1 模拟太阳光/NO₂^-作用下中间产物的测定
• 2^-作用下光转化机理探讨'>5.2.2.2.2 模拟太阳光/NO₂^-作用下光转化机理探讨
• 5.2.3 本节小结
• 5.3 本章小结
• 第6章 不同反应体系冰相苯酚光转化规律的对比分析
• 6.1 紫外光体系冰相苯酚光转化规律的对比分析
• 6.2 模拟太阳光体系冰相苯酚光转化规律的对比分析
• 6.3 紫外光和模拟太阳光体系冰相苯酚光转化规律的对比分析
• 第7章 结论
• 7.1 结论
• 7.1.1 紫外光体系
• 7.1.2 模拟太阳光体系
• 7.2 主要创新点
• 7.3 建议
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT