高级氧化过程中卤代芳烃产生化学发光的分子机制及其应用研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 毛莉 |
| 学位类别 | 博士后 |
| 答辩日期 | 2013-07 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 贺纪正，朱本占 |
| 关键词 | 高级氧化 化学发光 卤代芳烃 持久性有机污染物 二价钴 羟基 自由基 超氧阴离子自由基 单线态氧 Advanced oxidation Chemiluminescence Halogenated aromatic compounds Persistent organic pollutants Cobalt(II) Hydroxyl radicals Superoxide anionic radical Singlet oxygen |
| 其他题名 | Mechanism of Chemiluminescence Generated by Halogenated Aromatic Compounds during Advanced Oxidation Processes and Its Application |
| 学位专业 | 生物学 |
| 中文摘要 | 卤代芳烃类化合物是一类在环境中分布极其广泛，且对生物体具有强致癌性的化合物。近年来，这类物质因其可能导致对人体健康以及生态系统的潜在环境风险而被公众日益关注。最近，高级氧化过程（AOPs）作为一种“环境绿色友好”的技术被越来越多地用于修复这类高毒且难降解的持久性有机污染物造成的土壤或水体污染。本论文主要针对卤代芳烃在高级氧化过程的化学发光行为进行研究，探索化学发光的详细分子机制，以及开发出其潜在的应用价值。研究内容主要分为以下两部分： 第一部分 持久性卤代芳烃致癌物的高级氧化过程：内源性化学发光的产生及其应用我们之前的研究表明，致癌性卤代芳烃的醌类代谢物与H2O2 反应可产生一种前所未见的直接依赖于羟基自由基（OH）的内源性化学发光，但卤代芳烃自身则不会与H2O2 发生反应产生OH 和化学发光。在本研究中，我们发现由高级氧化介导的持久性有机污染物如五氯酚以及其它卤代芳烃的降解过程中会产生内源性的化学发光，并且这种内源性的化学发光直接依赖于该过程中产生的极具活性的羟基自由基（OH）。我们认为该反应过程中生成了某种依赖于OH 形成的醌中间体以及激发态多羰基产物，正是它们导致了本研究中这种不同寻常的化学发光。在上述研究基础上，进一步开发出一种快速灵敏、简单有效的化学发光分析手段用于定量检测痕量的卤代芳烃，并将其成功应用于对这些持久性有机污 染物的降解动力学过程进行实时监测。上述发现可能具有重要的生物学与环境学意义，为今后深入研究这类重要的卤代芳烃持久性有机污染物提供研究基础与方法学指导。 第二部分 二价钴与过氧化氢导致2,5-二氯-3,6-二羟基-1,4-苯醌产生独特化学发光的分子机制研究：活性氧的交叉作用 我们之前的研究表明，四氯苯醌与H2O2 会发生两步连续反应生成OH，该过程同时伴随着两次化学发光产生与两次OH 形成过程。然而，四氯苯醌发生两次化学发光反应后的反应终产物2,5-二氯-3,6-羟基-1,4-苯醌（DDBQ）则并不会与H2O2 反应产生OH 以及化学发光。在本研究中，我们意外发现二价钴Co(II)与H2O2 反应能导致DDBQ 产生独特的化学发光，且Co(II)介导的这种化学发光较我们之前发现的Fe(II)介导的化学发光有显著增强。进一步研究表明，Co(II)/H2O2 体系诱导DDBQ 产生化学发光的反应体系中不仅产生OH，还会产生O2-以及1O2，正是由于这种活性氧产物的差异而使得Co(II)导致的DDBQ 的化学发光与众不同。得注意的是，利用本研究发现的DDBQ 可经Co(II)/H2O2 诱导产生化学发光的性质可开发出一种简单灵敏的分析方法对痕量的DDBQ 进行直接的定量检测，其检测限可低达3 nM，检测灵敏度远远高于其它的常规定量DDBQ 的分析方法。不仅如此，研究还发现Co(II)与H2O2 反应产生活性氧产物的种类及数量随着反应比例的改变会随之发生相互转化，而Co(II)是否络合也会对化学发光反应的反应历程以及活性氧产物有显著影响。本研究首次报道了Co(II)可诱导五氯酚降解代谢物DDBQ产生依赖于三种不同活性氧物种的产生及其相互作用的独特的化学发光现象。 |
| 公开日期 | 2014-08-22 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/7644]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_土壤环境科学实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 毛莉. 高级氧化过程中卤代芳烃产生化学发光的分子机制及其应用研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2013. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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