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《中国海洋大学》 2009年
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两种表面活性剂在海水中的光化学降解研究

单体兴  
【摘要】: 海洋有机光化学是海洋化学的重要分支,并与海洋生物、海洋环境等学科密切相关。对海洋有机光化学进行系统深入的研究对进一步了解海洋中有机污染物的迁移变化规律具有重要的理论意义和实际意义。 表面活性剂的光化学降解是表面活性剂在环境中分解、转化的重要途径之一。表面活性剂分子吸收光能,导致分子键断裂,发生直接或间接光解。因此,研究表面活性剂在海水中的光化学降解具有非常重要的意义,通过对表面活性剂的降解研究,推测其在环境中的降解途径,了解表面活性剂使用的安全性,并指导表面活性剂的使用和合成。 本论文在已有科学研究的基础上,采用实验室模拟的方法,以两种有代表性的表面活性剂为研究对象,探讨了其在水环境中的光化学降解行为。通过仪器检测和实验分析,系统地研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和吐温80的光降解反应。具体结果如下: 1. SDBS的光降解情况: (1) 300 W高压汞灯照射下,在所选取的实验条件下,SDBS发生了光降解反应,且符合一级反应动力学行为。各种实验条件下反应速率常数(k)的变化范围为0.0169~0.0289min-1。 (2)反应影响因素: a.光源:SDBS在高压汞灯下能够发生明显地降解而在天然日光下降解较慢,SDBS在500 W高压汞灯照射条件下比300 W高压汞灯照射条件下降解速率明显要快,这是由于SDBS的光解受光强的影响较大。 b.溶液介质:SDBS在去离子水中光反应最快,人工海水与天然海水相比,在人工海水中反应速率稍快。 c.重金属离子:不同的重金属离子对不同的物质表现出不同的作用,本论文验证了四种重金属离子的存在影响了SDBS的光降解反应。通过改变金属离子的浓度观察其对光反应的影响,证明了不同浓度的重金属离子对SDBS光降解反应的作用有所不同。此外,实验还证明了重金属离子对SDBS光降解反应的影响是与溶液介质相互作用的结果。 d.光敏剂:本实验选用丙酮和腐植酸作为光敏剂讨论对SDBS光反应的影响,结果发现,在不同介质中光敏剂对SDBS的光降解都表现出促进作用,促进作用大小依反应物及反应溶液介质而定。 (3) pH测定:对SDBS光降解过程中反应液进行pH检测,发现在蒸馏水介质中pH表现为降低趋势,但是在人工海水介质和天然海水介质中变化不明显。2.吐温80的光降解情况: (1)在2h内,500 W高压汞灯照射下吐温80发生降解。在所选取的实验条件下,吐温80的降解符合一级反应动力学行为。各种实验条件下降解速率常数(k)的变化范围为0.0046~0.0183min-1。 (2)反应影响因素: a.溶液介质:吐温80在人工海水中降解最慢,天然海水与去离子水比较,在去离子水中略快。 b.在三种不同的溶液介质中,四种重金属离子Cu2+, Zn2+, Cd2+, Pb2+对吐温80光降解反应的作用有所不同。 c.光敏剂:在不同介质中光敏剂对吐温80的光降解都表现出促进作用,促进作用大小依反应物及反应溶液介质而定。 综上所述,本论文针对海水中两种有毒污染物,对其光降解的反应情况、动力学及影响因素等方面进行研究,取得出了一系列研究结果。根据实验模拟结果,我们可以更好地了解天然海洋环境中此类表面活性剂的降解情况,为海洋环境中表面活性剂污染的治理提供重要的理论依据。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:X703

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