化学品中POPs分析与微纳米MnO2材料降解POPs研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 陶芳 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2012-05 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 刘文彬 |
| 关键词 | 化学品 POPs 排放因子 热降解 二氧化锰 Chemicals POPs Emission Factor Degradation MnO2 |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 化学品的生产和使用过程是环境中持久性有机污染物（POPs）重要来源之一，本论文在对典型化学品中POPs排放水平研究的基础上，开展了微纳米MnO2材料对典型POPs的降解研究。以中国典型的四氯苯醌和2,4-二氯苯氧乙酸类（2,4-D）生产企业为研究对象，对于各生产工艺过程中二恶英类（PCDD/Fs）、多氯联苯（PCBs）、六氯苯（HCBz）、五氯苯（PeCBz）等POPs的生成途径与排放特征进行了研究。同时，利用水热合成法合成了多种微纳米MnO2材料，探索了原料、反应温度、反应时间等对于MnO2材料形貌、晶型等的影响，并以p,p’-DDT作为典型POPs，开展了多种因素对POPs降解的影响研究。所获得的主要研究成果如下： 研究了四氯苯醌和2,4-D这两种典型化学品中POPs的含量和排放特征。四氯苯醌样品中PCDD/Fs，PCBs，HxCBz，PeCBz的含量分别为163~1293445 pg WHO-TEQ/g，1.9~3.3 pg WHO-TEQ/g，3.8~391.5 ng/g，12.9~53.9 ng/g；而2,4-D样品中PCDD/Fs，PCBs，HxCBz，PeCBz的含量分别为13.4~294.6 pg WHO-TEQ/g，0.057~108.3 pg WHO-TEQ/g，0.37~63.3 ng/g，0.67~2.9 ng/g。23478-PeCDF和123478-HxCDF是四氯苯醌中2378-PCDD/Fs毒性当量的主要贡献同类物，而12378-PeCDD和23478-PeCDF是2,4-D样品中2378-PCDD/Fs毒性当量的主要贡献同类物。四氯苯醌和2,4-D 产品中CB-126都为最主要的dl-PCBs毒性贡献同类物。氯酚和氯苯在合成PCDD/Fs和PCBs的过程中起到了重要的作用，在生产过程中间环节对其净化将可减少PCDD/Fs和PCBs的生成与排放。 利用过硫酸铵氧化法水热合成一系列MnO2微纳米材料，研究了水热合成的时间和温度对MnO2微纳米材料形貌和晶型的影响。在温度为100℃时，时间从2h增加到12h时，微米实心球状γ-MnO2转变为蒲公英状γ-MnO2；当水热合成时间为12h，温度从100℃增加到160℃时，蒲公英状的γ-MnO2微纳米材料转变为纳米棒状的β-MnO2。利用上述一系列的材料对p,p’-DDT进行热降解，在300℃温度下降解10min，其中100℃下合成时间为6h时得到的蒲公英状γ-MnO2材料的降解活性最强，p,p’-DDT降解效率超过99%。 利用不同过硫酸盐氧化法水热合成一系列MnO2微纳米材料，反应阳离子对形貌和晶型均有显著影响，K+存在时有利于α-MnO2的生成。进一步采用过硫酸钾作为氧化试剂，研究不同硝酸盐作为辅助原料时对于合成的影响，不加入任何硝酸盐和加入Al3+盐和Ag+盐时为海胆球状的α-MnO2，加入Fe3+盐时生成线团状的ε-MnO2。将获得的材料应用于p, p’-DDT的热降解，在250℃下，空心海胆球状α-MnO2的降解活性最强，DDT的总降解效率达到97.4%。p,p’-DDT在MnO2微纳米材料表面的降解随反应时间均呈现准一级动力学关系，反应速率常数为2.229min-1（R2=0.9798）。 比表面积和晶型是材料热降解性能的关键性因素。在所有的材料中，比表面积和热降解效率的变化规律具有很好的一致性，可以推断比表面积在一定程度上决定了材料的热降解活性，比表面积大的降解效果好。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-10-15 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/7154]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境化学与生态毒理学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陶芳. 化学品中POPs分析与微纳米MnO2材料降解POPs研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2012. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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