《烷基酚類內分泌干擾物氧化降解中微觀機理的研究》是依託上海大學，由程伶俐擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：烷基酚類內分泌干擾物氧化降解中微觀機理的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：程伶俐
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
烷基酚類物質（APs）是一類重要的內分泌干擾物，廣泛分布於環境當中，具有不可忽視的危害作用。目前採用高級氧化技術降解APs已取得一定成果，但其氧化機理仍需深入研究。由於羥基自由基具有很高的反應活性，使其成為高級氧化技術最為關注的活性氧。但在APs氧化降解中，多為富氧體系，在產生羥基自由基的同時，也會產生單線態氧、過氧化氫和超氧陰離子自由基以及臭氧等，在一定條件下這些活性氧會相互轉換，所以各種活性氧會共存一個反應體系中。有報導顯示其它活性氧的存在可大幅提高羥基自由基對有機物的降解效率，因此氧化協同機理的探索是APs氧化降解中必須解決的關鍵問題之一。精心設計反應體系，使用雷射光解和脈衝輻解時間分辨吸收、常規譜學測試，氧化降解全過程穩態降解產物定性定量分析，結合反應產物自由能量子化學計算，研究單一種類活性氧協同羥基自由基氧化降解APs的反應機理，為高級氧化技術在其中的套用提供理論依據。
結題摘要
烷基酚類物質（APs）是一類重要的內分泌干擾物，廣泛分布於環境當中，具有不可忽視的危害作用。目前採用高級氧化技術降解APs已取得一定成果，但其氧化機理仍需深入研究。本研究選取具有代表性的烷基酚類化合物作為模式化合物進行研究，根據其對環境的影響程度，首先選取直鏈對位壬基酚（4-n-NP）為研究對象，採用266 nm雷射光解和254 nm紫外光降解技術，分別研究了乙醇、乙腈及乙腈/水混合溶液中4-n-NP的各種光解行為，考察了不同物理化學體系對4-n-NP光解行為的影響規律。另外，我們利用GC/MS技術，對光解過程中4-n-NP的中間產物進行鑑定，對其可能的光解途徑進行了推斷。還分別考察了•OH和溶解氧作用條件下，4-n-NP可能的光解途徑。研究發現，在266 nm雷射作用下，4-n-NP既可以發生光電離反應又可以發生光激發反應，其激發三重態的自猝滅速率常數為2.71×108 M-1s-1。通過測定4-n-NP陽離子自由基的pKa值，判定其在pH高於2.2條件下會轉變成脫質子中性自由基。穩態光降解實驗結果顯示，254 nm紫外光可以使4-n-NP緩慢氧化降解，當體系中加入H2O2，由於H2O2可在紫外光下分解生成的•OH，可以極大提高4-n-NP的光降解效率。而當體系中引入O2後，O2的存在可以顯著提高•OH對4-n-NP的降解效率，二者之間存在協同作用效應。通過對4-n-NP的中間產物進行鑑定，推斷•OH主要進攻4-n-NP的三個位置，碳鏈末端、酚羥基鄰位、連線苯環的烷基碳, 主要降解產物有碳鏈縮短（2～8碳）的酚，4-壬基-鄰苯二酚、壬醇、壬醛、壬酸，以壬醛為主。在溶解氧作用條件下，水體中溶解氧濃度越低4-n-NP降解越慢，其主要產物有4-壬基鄰苯二酚、壬醇、壬醛、壬酸，其中以壬酸為主，推測反應機理為4-n-NP首先吸收光能生產其激發態，進而脫電子生成4-壬基苯氧基自由基。4-壬基苯氧基的鄰位可與O2•－反應，生成鄰酚或鄰醌類物質。鄰醌類物質再與O2•－反應，生成壬醇和羥基對苯醌，壬醇會繼續氧化生成壬醛和壬酸。本研究工作揭示了•OH與活性氧氧化降解4-n-NP的微觀反應機理與動力學，為高級氧化技術在其中的套用提供數據支持。
