还原氧化两步处理法降解水中典型溴代阻燃剂的研究

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1、南京大学博士学位论文IYH2llU3lllll7IH76IIM7IIll6llIll还原．氧化两步处理法降解水中典型溴代阻燃剂的研究作者：罗斯专业：环境科学指导老师：孙成教授杨绍贵副教授2011年5月中国-南京DoctoralDissertationofNanjingUniversityTwo—stageReduction／SubsequentOxidationTreatmentofBrominatedFlameRetardantsinAqueousSolutionsPostgraduate：LuoSiSpec

2、ialization：EnvironmentalScienceSupervisor：ProfessorSunChengAssociateProf．YangShaoguiNanjing，P．R．ChinaMay，2011南京大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下独立进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除了文中特别加以标注引用的内容外，论文中不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签

3、名：日期：南京大学学位论文使用授权声明本学位论文作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权南京大学研究生院办理。学位论文作者签名：导师签名：期：加．上S刁摘要毕业论文题目：堑厘：氢垡亟生丝墨迭隆鲤坐主甚型逸垡隍憋型丝壁塞堑蕉鲑堂专业2QQ墨级博士生姓名：呈堑指导教师(姓名、职称)：型：

4、盛塾蕉堑丝童割耋邀摘要溴代阻燃剂作为合成高分子材料的重要助剂之一，主要被用于塑料、纺织品、电子／Fg器，运输包装、建材以及其他防火材料中。它们可以在生产、使用、废弃品处理等过程中通过各种途径进入环境，对大气、土壤、水体等介质产生污染。本论文以四溴双酚一A(TBBPA)和多溴联苯醚作为研究对象，建立了由纳米Fe．Ag双金属还原和后续类Fenton氧化所组成的两步连续处理的方法，实现了对具有抗氧化性的典型溴代阻燃剂的彻底、有效降解。采取液相化学沉淀法直接置换出金属银包覆在纳米铁颗粒外层，合成具有核壳型结构的纳米Fe

5、．Ag双金属催化还原剂。表征结果显示，所制备的双金属颗粒为核壳型结构，外层金属银为不完全均匀分布态，颗粒粒径分布在20．100nm之间，分散性较好；纳米粒子连接成链状，少数还呈现出团聚状态。纳米Fe．Ag粉末(Ag含量为1．048wt％)的比表面积为72m2g～，比纳米Feo的比表面积大；纳米Fe．Ag双金属的XRD谱图在44．66和64．340两处出现与Fe(110)和Fe(200)晶面相对应的衍射峰，而38．06。所对应的是Ag(111)晶面的衍射峰。利用所合成的纳米Fe—Ag双金属与超声波(US)协同催化

6、降解目标化合物TBBPA。在常温常压、原始pH的条件下，银化率为1wt％的Fe—Ag双金属能使初始浓度为2．0mgLJ的TBBPA水溶液在20rain内完全脱溴，其转化反应遵循准一级动力学。沉积在纳米铁颗粒外层的金属Ag和超声波辅助在还原过程中发挥了重要作用，论文对其可能原因进行了推测分析。考察了纳米Fe—Ag双金属颗粒降解TBBPA的主要影响因素，包括纳米双金属颗粒的用量、TBBPA的初始浓度、溶液初始pH值、银化率以及温度等。比较适合的反应条件为：双金属投加量0．4gL～，银化率1wt％，TBBPA初始浓度

7、2mgL～，初始的pH值6．0+0．5，反应温度30℃。开展了纳米Fe—Ag双金属协同微波(MW)催化降解TBBPA、十溴联苯醚(BDE．209)和2,2’，4，4’．四溴联苯醚(BDE．47)的研究。Fe—Ag／MW体系具有很强的还原能力，微波的加入对还原脱溴反应产生了非常显著的促进作用，这主要归因于微波辐射所产生的热效应以及溶液沸腾时对纳米颗粒的分散作用。此外，还原剂金属用量的增大和微波功率的提高能够加速降解反应的进行，分子中溴原子个数对PBDEs的还原降解速率也具有一定影响。通过LC—MS／MS和GC—M

8、S的检测分析，TBBPA的还原脱溴产物主要有：tri．BBPA，di．BBPA，mono．BBPA和BPA；BDE．209被催化还原后主要得到nano．BDEs，-di．BDEs的产物，而BDE一47则被降解为DE-tri—BDEs。它们的还原脱溴过程都是以氢原子逐步取代溴原子，从n．bromo．BPA／DE依次转化为(n．1)．bromo—BPA／DE而实现的。由上述结果可以看出，T