研究快报:溴酚光化学降解研究新进展

作者:丁耀彬 来源: 发布日期:2021-12-24 浏览量:

2021年9和12月,我院丁耀彬副教授在国际期刊《Separation and Purification Technology》发表了姊妹篇论文,揭示了溴酚光化学降解中的水合电子的关键作用及其羟胺活化机理。论文第一作者为我院研究生符丽彬,通讯作者为丁耀彬副教授。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.seppur.2021.119862

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.seppur.2021.120282

主要科学发现有:

1. 溴酚光解能产生多种活性自由基,其中水合电子在溴酚降解中具有重要作用。以2,4,6-三溴苯酚(TBP)为例,其光解产生了以碳为中心的自由基 (C•)、•H和 eaq-。而这些活性物种又推动了TBP的光解和脱溴。研究发现TBP主要由直接光解和水合电子e aq-介导。通过自由基淬灭实验计算,在pH4–11下,eaq-对TBP 降解的贡献率达到了35.8%-40%。

2. 光解产生的活性自由基可以活化羟胺产生•OH, •NH2和•NO2自由基。在TBP光解中,HA被活化产生了•OH、•NO2和•NH2三种新的自由基。通过对多种HA衍生物的研究发现,HA的活化途径主要为N-O键的断裂。经过计算,在UV/HA/TBP体系中,•OH和氮素自由基在TBP降解中贡献率分别达到了22.5%和4.7%。

3. 羟胺的存在改变了溴酚光解途径产生了硝基化产物。HA作为氮循环的中间体,在自然水环境中普遍存在。在TBP的光解过程中,HA的存在显著抑制了C•的水解反应,从而抑制了羟基化中间体(例如单羟基化的2,6-二溴苯酚)的形成。同时,HA的存在导致了两种具有高毒性和环境风险的硝基溴酚副产物的形成。这一发现对于理解地表水中羟胺和有机物的光化学转化及硝基化副产物的生成具有重要意义。

图1 HA和溴酚在紫外光解中的转化机理


作者丁耀彬      编辑:徐志高  审核人:马国杰    上传:杜亚光