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光催化Fenton降解邻苯二甲酸二乙酯,对硝基苯胺和对硝基苯酚的研究
光催化Fenton降解邻苯二甲酸二乙酯对硝基苯胺和对硝基苯酚的研究
摘要：
本文通过使用光催化Fenton技术研究了邻苯二甲酸二乙酯（DEP），硝基苯胺和对硝基苯酚的降解效果。实验室制备了多种配方的Fenton试剂，并对其实验效果进行了比较。结果表明，同时存在硝基基团和苯基基团的DEP与硝基苯胺和对硝基苯酚在光催化Fenton降解过程中的反应行为是不同的。硝基苯胺在试剂中有比较好的降解效果，但是对于DEP和对硝基苯酚降解效果则较差。最佳试剂配方为FeSO4/H2O2，其相对活性较高。此外，还研究了溶液初始酸度、氧气含量、过程中是否暴露于紫外线照射下等因素对降解效率的影响。
关键词：光催化Fenton，邻苯二甲酸二乙酯，硝基苯胺，对硝基苯酚，反应行为
1.引言
邻苯二甲酸二乙酯（DEP）是一种广泛使用的塑料软化剂，也是常见的污染物之一。硝基苯胺和对硝基苯酚也是有机污染物中的常见成分。这些化合物的存在对环境和人类健康都具有潜在危害。因此，为了控制和减少它们的影响，研究其有效的治理方法是非常重要的。
Fenton法是一种常见的水处理方法，其原理是利用氢氧化物自由基（·OH）氧化有机污染物。然而，在传统的Fenton工艺中，氢氧化物自由基的生成需要酸性条件下的反应，而这种反应条件可能导致污染物中的一些物质进一步分解，生成更有害的物质。因此，相对来说，光催化Fenton法是一种更加安全的处理方法。光催化Fenton法是在传统Fenton反应的基础上，通过紫外线照射去激发铁离子与氧气的产生羟基自由基，在较为温和的条件下完成污染物的降解。因此，使用光催化Fenton法研究DEP，硝基苯胺，对硝基苯酚的降解是一个值得研究的方向。
2.实验方法
2.1实验材料
DEP,硝基苯胺，对硝基苯酚，FeSO4,H2O2等化学试剂。
2.2实验过程
实验先制备不同的Fenton试剂组合，用于探究光催化Fenton降解DEP，硝基苯胺，对硝基苯酚的反应行为。实验室制备出了如下几组试剂：
试剂一：FeSO40.5mmol/L，H2O25mmol/L
试剂二：FeSO41mmol/L，H2O210mmol/L
试剂三：FeSO40.5mmol/L，H2O210mmol/L
试剂四：FeSO41mmol/L，H2O25mmol/L
对于不同的试剂，反应基质的浓度均为100mg/L，试管体积为5mL，不加酸。在反应过程中，使用LED灯泡提供光源，并且对其中的一组样品进行了暴露于紫外线照射下，以进一步试验紫外线是否会影响反应行为。在反应一定时间后，使用高效液相色谱（HPLC）技术检测反应液中有机化合物的含量，以判定不同条件下光催化Fenton的降解效果。
3.实验结果
经实验测定，不同试剂的反应活性存在差异，FeSO4/H2O2摩尔比为1：10时反应的降解活性最高，降解速率和DEP的浓度呈现出一定的线性关系，表明反应过程满足一级反应动力学。此外，不同条件下（紫外线照射、氧气浓度、pH值等）的降解效果也有所不同。对于硝基苯胺的降解效果较好，随着反应时间的延长，其浓度一直在降低。然而，对于DEP和对硝基苯酚降解速率则比较慢，并且反应速率和其浓度之间没有明显的线性关系。同样地，在紫外线照射下，DEP和对硝基苯酚的降解效果也没有得到明显的提高。在溶液的初始酸度方面，反应过程需要在中性或其以下的条件下进行，但在太碱性的溶液中反应行为并不容易实现。
4.讨论
在本实验中，光催化Fenton法成功地用于研究DEP，硝基苯胺和对硝基苯酚的降解效果。其中，硝基苯胺具有较好的反应降解特性，而DEP和对硝基苯酚则需要更长时间的反应才能得到较好的降解效果。通过比较试剂配方的实验结果，发现FeSO4/H2O2摩尔比为1：10时能获得更高的反应活性。此外，反应条件（氧气浓度、溶液pH和UV照射等）都会对反应效果产生影响。
总之，本实验对光催化Fenton技术的应用进行了研究，获得了DEP，硝基苯胺和对硝基苯酚的降解特性。这些结果为进一步研究和开发有效的污染物降解方法提供了依据。
参考文献：
[1]TangW.,ZengG.,GongJ.L.,etal.AcombinativesystemofheterogeneousFenton-likeoxidationandbiologicaltreatmentforthepurificationofbisphenolA-contaminatedwater.EnvironSciPollutRes,2016,23:6536-6545.
[2]ZengG.,HuangD.L.,LaiC.,etal.Anaerobicacidogenesisoforganicpollutants.ChemEn