光催化去除流水中邻苯二甲酸二丁酯效果评价药学论文.doc

光催化去除流水中邻苯二甲酸二丁酯效果评价_药学论文 【摘要】 目的 研究光催化去除连续流水中邻苯二甲酸二丁酯(DBP)效果方法 设定4种不同流速水流25，65，110，190ml／min采用4种方式进行处理通O3(经臭氧发生器后产生的气体，流量为06L／min)；紫外光(UV)照射；UV照射同时通O3；UV同时通空气在有光催化剂纳米(TiO2)和无催化剂条件下，进行光解实验，测定水中邻苯二甲酸二丁酯的去除率结果 TiO2能够促进DBP迅速光解，流速在190ml／min时，DBP去除率也可达到888％通空气对UV光降解效果不大，甚至降低去除率紫外光和臭氧共同处理对DBP的降解有一定的协同作用结论 应用光催化在连续流水中可有效降解水中邻苯二甲酸二丁酯 【关键词】 光催化　　邻苯二甲酸二丁酯(DBP)属于邻苯二甲酸酯类化合物，是一种环境内分泌干扰物主要用作增塑剂添加在塑料中，增加柔软性〔1〕邻苯二甲酸酯不以化学方式结合在聚氯乙烯(PVC)高分子或其他材料中，它们可能在使用过程中或废弃后从产品中渗漏出来，对水生生物内分泌产生干扰效果〔2，3〕我们也曾在自来水中检出了DBP，浓度最大的为111μg/L〔4〕。

在过去的研究中，我们曾经报道过DBP降解研究进展状况〔5〕和在静态的水中的光催化降解〔6〕本文用连续流水处理方式对有机污染物DBP进行去除，而该处理方式在应用中更有实际意义　　1 材料与方法　　11 实验材料 邻苯二甲酸二丁酯(DBP)，均为分析纯(北京化学试剂公司)提取溶剂正己烷为农残级(美国J T Baker公司)NaCl经550℃烘烤3h，放入玻璃瓶中备用所有的玻璃器皿，经正己烷清洗、200℃烘烤3h后备用5mg/L DBP储备液水溶液的配置：称取100mg DBP放入2L容量瓶中，加去离子水，超声波振荡30～40min,摇匀，定容至刻度，避光保存05mg／L DBP光解反应溶液的配置:取5mg/L DBP储备液用去离子水稀释10倍光催化材料纳米TiO2(锐钛矿型)：AT-02(20～30nm)(美迪林纳米材料开发有限公司)　　12 仪器 AgiIent6890GC-5973MS色质联用仪：HP-5MS毛细管柱(30m×025mm×025μm)；色谱条件：进样口温度；260℃，100℃(1min)-20℃／min-270℃(2min)；质谱离子源温度：230℃；选择质量离子扫描方式(SIM)，测定质量数(m／z)：149，223。

进样1 μl，分流：10：1流动相：He2 12ml／min邻苯二甲酸二丁酯保留时间766min1)光解反应装置：自己设计制作，主体为紫外线杀菌灯车SJC-II型(北京海淀区空后高温复合材料厂)配30W紫外灯管主要参数：a辐射紫外线波长为2537nm；b紫外线辐照强度为30W灯管紫外灯管外加石英套管(内外径是24，28mm)，在石英套管外再加普通玻璃套管，2个套管之间密封，在夹层间可注入水溶液，下面加底座，可从下面通臭氧或空气光解反应装置内有效容积约420ml2)纳米TiO2在光解反应装置内壁附着方法：称取20g的光催化材料纳米TiO2加入到烧杯中，加入420ml邻苯二甲酸二丁酯水溶液，搅拌，超声波分散2min，混匀加入到光解反应装置内，鼓气约1min，将水溶液全部倒出，继续通气，至光解装置内壁晾干重新将含纳米TiO2的水溶液倒入光解反应装置内，鼓气，倒出，晾干，重复10次在光解反应装置内壁可附着一层薄薄的纳米TiO2可进行光催化降解试验3)臭氧发生器：力天臭氧机LT 100(力天产业北京珍爱环保科技有限公司)；气体流量计蠕动泵：HL-4恒流泵(上海沪西分析仪器厂)，流量：600～18000ml／h、压力≥15kg／cm2。

　　13 实验方法 通过蠕动泵从进水口连续输入05mg／L DBP的反应溶液，从出水口取样，根据设定的试验条件，进行光解反应实验DBP提取方法：在10ml水溶液中，加入05g NaCl，再加入2ml正己烷，振荡提取1min首先，在光解反应装置内没有光催化剂纳米TiO2时，进行试验，设定4种不同流速水流25，65，110，190ml／min4种处理方式：通O3(经臭氧发生器后产生的气体，流量为06L／min)；紫外光照射(UV)；UV同时通O3(UV／O3)；UV同时通空气(UV空气)对光解反应装置进行光催化剂纳米TiO2附着处理后，进行试验，设定4种不同流速：25，65，110，190ml／min3种处理方式：UV，UV／O3，UV／空气　　2 结果　　21 测定结果 在光解反应装置内没有光催化剂和存在光催化剂时，进行光解试验，光解反应后，经分析测定，无光催化剂时测定结果见表1，有催化剂时测定结果见表2　　表1 无光催化剂纳米TiO2时水中DBP去除率（略）　　22 光催化和非光催化的比较(图1) 从有纳米TiO2和无纳米TiO2的光解试验结果看，有光催化剂纳米TiO2存在时，3种处理方式(UV，UV／O3，UV／空气)对水中DBP的光催化去除率高于非光催化去除率。

特别是在流速比较快时(即光解时间短时)，表现得最明显流速为190ml／min时，用UV，UV／O3处理，光催化约是非光催化去除率的6倍和5倍从试验结果可以看出，光催化剂纳米TiO2能够促进DBP迅速光解　　图1 光催化和非光催化的UV光解对比（略）　　23 不同光解处理方式的比较(图2) 通O3有利于UV光降解在有光催化剂时，流速在25～190ml／min，DBP去除率都在888％以上通空气对UV光降解效果不大，甚至去除率还下降，特别是在较低的流速时表现得最明显，主要是由于通空气起到混和作用，可能将刚进入反应容器的DBP溶液，迅速地带到了反应器的出口而流出来，减少了光照反应时间，从而导致DBP去除率的下降 　　24 UV／O3的协同效应(图3) 紫外光和O3处理对DBP的降解有一定的协同作用，特别在流速较低时，UV+O3降解DBP的效率要大于单独UV处理和O3处理降解DBP的效率的总和可能是由于紫外光可以促进O3分解而产生活泼的·OH自由基，而·OH是比O3更强的氧化剂但是在流速较高时表现不明显　　图2 水中DBP的光催化降解（略）　　图3 UV／O3的协同效应（略）　　3 讨论　　用纳米TiO2光催化进行水处理，不仅可以去除水中的内分泌干扰物，消毒副产物等有机污染物，还能去除水中的微生物，且速度快，效率高。

与以往的研究相比，最大的特色是采用连续流水处理方式对有机污染物进行去除而且在流速达190ml／min时，光催化去除效果仍然达到888％，为研制可以连续处理饮用水的实用净水器提供了可能未来的研究方向一是纳米TiO2在光反应装置内的附着技术，使之更加均匀牢固，提高光催化去除效率；二是应用光催化去除技术研制实用的净水器产品 参考 文献 】 　　〔1〕 Giam C S,Atla E,Powers M A,et al.phthalate Ester,In:Anthropogenic compounds［M］.Berlin:Springer Verlag,1984:67-142.　　〔2〕 Rhodes J E,Adams W J,Biddinger G R,et al.Chronic toxicity of 14 phthalate esters to Daphnia magna and rainbow trout (Oncorhynchus mykiss)［J］.Environ Toxicol Chem,1995,14:1967-1976.　　〔3〕 Knudsen F R,Pottinger T G.Interaction of endocrine disrupting chemicals,single and in combination,with estrogen-,androgen-,and corticosteroid-binding sites in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss)［J］.Aquat Toxicol,1999,44:159-170.　　〔4〕 郑和辉，赵立文.饮用水中邻苯二甲酸酯的GC／MS分析测定方法［J］.环境与健康，2005，22(5)：377-378.　　〔5〕 郑和辉，钱城.邻苯二甲酸酯降解状况研究进展［J］. 中国 公共卫生，2006，22(2)：228-230.　　〔6〕 郑和辉，赵立文，陶晶.水中邻苯二甲酸二丁酯的光催化降解［J］.中国卫生检验，2005,15(10)：1158-1160.。