Page 139 - 《精细化工》2022年第5期

第 5 期 田孜欣，等: 亚硝酸盐共存下 UV/PS/CNTs 降解 2,6-二氯苯酚及其机理 ·993·

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水体中的适用性，研究了不同水体对该体系降解 反应速率常数由 0.1194 min 减小为 0.0174 min 。这
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2,6-DCP 效果的影响，结果如图 7 所示。 表明反应体系中可能产生了较多的 O 2 ，非自由基氧
化为该体系的主要降解途径。这一结论与 CHENG
等 [11] 采用 PS/CNTs 体系降解 2,4-DCP 时得出的结论
相符合；CHENG 等 [29] 研究表明，利用 Fe/S 改性碳
纳米管活化过硫酸盐降解 2,4-DCP 时，反应途径也
为非自由基氧化；ZHOU 等 [30] 采用苯醌激活过一硫
酸盐（PMS）降解磺胺甲唑时，也得出体系中生
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成了 O 2 且无 SO 4 •和•OH 产生的结果，并提出了非
自由基氧化途径这一结论。因此，UV/PS/CNTs 体
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系对 2,6-DCP 的降解过程遵循以 O 2 为主导的非自
由基氧化途径。

图 7 实际水体对 2,6-DCP 降解率的影响
Fig. 7 Effect of actual water on degradation rate of 2,6-
DCP

由图 7 可知，在 0.05 mmol/L 2,6-DCP、0.5 mmol/L
PS、CNTs 投加量为 50 mg/L、反应温度为 25 ℃的
实验条件下反应 30 min，自来水、湖水和二沉池出
水的 2,6-DCP 降解率分别为 94.1%、91.8%和 91.7%，
与对照实验（去离子水）98.3%的降解率相比，分别
降低了 4.2%、6.5%和 6.6%。这是因为，实际水体
中复杂的离子条件和有机物组成会与 2,6-DCP 发生
竞争反应，消耗一定的活性物质。但整体仍具有较
高的去除效率，这表明 UV/PS/CNTs 工艺受水质成
分制约较小，对实际水体的处理效果较好，在自
然水环境净化及实际污水处理方面具有广阔的应用
前景。
2.8 自由基鉴定
为了探究 2,6-DCP 在 UV/PS/CNTs 体系下的降
解机理，分别选择甲醇（MA）、乙醇（EtOH）、

叔丁醇（TBA）和糠醇（FFA）作为自由基捕获剂
来鉴定体系中起主要作用的氧化活性物质。单线 图 8 不同猝灭剂对 2,6-DCP 降解率（a）及拟一级表观
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态氧（ O 2 ）是一种选择性氧化剂，仅能氧化分解 反应速率常数（b）的影响
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富电子物质，如酚类等。选择 MA 和 EtOH 作为 SO 4 • Fig. 8 Effects of different quenchers on degradation rate of
2,6-DCP (a) and pseudo first-order apparent reaction
和•OH 的猝灭剂，TBA 作为•OH 的猝灭剂，FFA rate constant (b)
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作为 O 2 的抑制剂 [11,15,28] 。加入 250 mmol/L 的
MA、EtOH 和 TBA，浓度为 5 mmol/L 的 FFA〔n(猝 2.9 硝基副产物检测与生成路径
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灭剂)∶n(PS)=500∶1，10∶1〕进行猝灭实验，结 为了确定 NO 2 存在时 2,6-DCP 降解过程中硝基
果如图 8 所示。由图 8a 可知，体系中加入 MA、 副产物的生成情况，对反应后的溶液进行了质谱分
EtOH 和 TBA 时，2,6-DCP 的降解率基本不受影响， 析，得到质荷比（m/Z）为 171.9 的主要降解产物。
仅表现出轻微抑制作用，30 min 时降解率由空白 初步推测该物质为一氯硝基苯酚（邻位与对位），进
对照组的 95.9%减小至 92.2%、87.3%和 90.3%。这 一步通过与标准品比对检测，确定该物质为 2-氯-4-
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说明该体系中自由基氧化不起主要作用，SO 4 •和 硝基苯酚或 2-氯-6-硝基苯酚，这与 ZHAO 等 在
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•OH 不是 UV/PS/ CNTs 体系降解 2,6-DCP 的主要活 NO 2 存在下采用热活化 PS 降解 2-氯酚时形成的硝基
性物质。结合图 8a、b 可知，加入低浓度的 FFA 时， 副产物的结果相印证。基于质谱解析与文献研究，
2,6-DCP 降解率及表观反应速率常数均明显降低， 2-氯-4-硝基苯酚和 2-氯-6-硝基苯酚在 UV/PS/CNTs
抑制效果明显，降解率由 95.9%下降至 42.3%，表观 体系中的生成途径推导如图 9 所示。