Page 138 - 《精细化工》2022年第5期

·992· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

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图 4 NO 2 浓度对 2,6-DCP 降解率（a）及拟一级表观反
应速率常数（b）的影响
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Fig. 4 Effects of NO 2 concentration on degradation rate of
2,6-DCP (a) and pseudo-first-order apparent reaction
rate constant (b)

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当 NO 2 浓度从 0 增大至 0.25 mmol/L 时，反应
15 min 时降解率由 99.8%降至 90.1%，表观反应速
–1
–1
率常数由 0.4143 min 减小为 0.1468 min 。这可能
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是由于 NO 2 可以快速清除 SO 4 •并生成二氧化氮自由

基（NO 2 •），相关机理如式（3）所示 [22] ： 图 5 初始 pH 对 2,6-DCP 降解率（a）及拟一级动力学拟
NO   2 SO   4  NO  2  SO 2 4 k  8.8 10 / (Ms) 8 （3） 合（b）的影响
Fig. 5 Effects of initial pH on degradation rate of 2,6-DCP
2.5 pH 对 2,6-DCP 降解率的影响 (a) and pseudo first-order kinetic fitting (b)
按照 1.2 节实验方法，保持其他条件不变，考
察了反应溶液不同初始 pH（3~11）对 UV/PS/CNTs 2.6 催化剂重复使用性
体系降解 2,6-DCP 的影响，结果如图 5 所示。用 0.1 在 1.2 节实验方法所述条件下，本研究用回收
mol/L 的 HCl 或 NaOH 来调节溶液 pH。由图 5a、b 后的 CNTs 重复进行 4 次实验以考察催化剂的重复
可以发现，随着反应溶液初始 pH 的升高，2,6-DCP 利用效果，结果如图 6 所示。由图 6 可知，CNTs
多次回用后，其对 2,6-DCP 的降解仍保持较高效率。
降解速率呈先增大后减小趋势，在 pH=9 时体系的
降解效果最好，2,6-DCP 降解率达 99.8%。这与 LUO 经过 5 次使用后，2,6-DCP 降解率由 95.9%降低至
等 [23] 研究不同 pH 对 UV/PDS 体系降解 2,4-二溴苯 89.0%，仍具有较强的催化效率，表明该体系中的
CNTs 具有良好的循环使用性。这可能是由于 UV 能
酚的结论相似。溶液初始 pH 从 3 升高至 9 时，
2,6-DCP 表观反应速率常数由 0.0726 min –1 增至 破坏碳原子的网状结构，在 CNTs 管壁形成结构缺
[25,27]
–1
0.3483 min ，当 pH 继续升高至 11 时，表观反应速 陷 ，再生成为活性位点，从而达到 CNTs 的催
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–1
率常数减小为 0.2878 min 。这说明 OH 的存在有利 化活性再生，使其能持续高效降解目标污染物。

于反应的进行，其在 UV/PS/CNTs 工艺的促进作用
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主要是由于 OH 能促进单线态氧的生成 [17,24] ，此外，
还与催化剂的 Zeta 电位变化及污染物的 pK a 等因素
有关 [20,25] 。强酸性条件限制了 PS 的自分解效率，不
利于 PS 的活化，使 2,6-DCP 降解率显著减弱；强碱
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性条件，溶液中的 OH 能使 PS 发生碱活化反应，加
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速 SO 4 •转化为非选择性•OH，一般•OH 的氧化反应
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倾向于脱氢及加成反应，反应无选择性。在 SO 4 •与
•OH 相互转化的过程中，中间产物与 2,6-DCP 竞争
自由基，从而抑制了 2,6-DCP 的降解 [21,26] 。结果表 图 6 CNTs 的重复使用性
Fig. 6 Recycling performance of CNTs
明，UV/PS/CNTs 体系在较宽的 pH 范围内具有良好
的氧化性能，能够适用于中性及弱碱性环境的废水 2.7 实际水体的测试
治理。 为考察 UV/PS/CNTs 体系降解 2,6-DCP 在实际