水中邻苯二甲酸酯类污染物的光催化降解及其机理研究开题报告

1. 研究目的与意义

虽然PAEs化合物对环境和健康的巨大危害已得到公认，但由于其在工农业生产和生活中的不可替代性，暂时还不能停止生产和合成。因而当前急需解决的问题是一方面通过材料科学研究，使其不容易从产品中分离出来或者尽快开发新的无污染或易于生物降解的化合物以取代PAEs，另一方面在于对环境中已经存在的PAEs进行降解，研究快速经济无有毒副产物的降解矿化技术。纳米ZnO由于其高效和无毒的特点被认为是极具应用前景的高活性光催化剂之一，近年来关于它的制备及其性能研究已经成为催化研究领域的热点，并得以广泛应用。

本课题以ZnO进行邻苯二甲酸酯类化合物的光催化降解及其机理研究，在此类化合物的降解研究历程中是一种新的尝试，并经过不同条件的选择，提炼出最佳光催化条件和参考依据，最终往工艺化方面发展，可以为含此类化合物的污水治理提供一种新的思路，具有重要的理论和实际意义。

2. 国内外研究现状分析

PAEs的光催化降解是近年来的研究热点，但仍处于起步阶段，国内外的研究都还不是很深入，尤其是半导体光催化降解PAEs，报道非常少。另外，在半导体光催化降解研究领域，TiO2由于具有相对高的光催化活性和稳定性、对人体无毒、价廉等独特优点而成为近年来研究最多的绿色环保型光催化剂。但是在TiO2光催化过程中存在着光生电子和光生空穴极易复合、光量子产率不足10%、光催化效率较低、能耗高等不足，而极大地制约了TiO2光催化剂的实际应用。ZnO作为一种重要的半导体光催化剂，有较高的催化特性，其应用研究在国内外文献上时有报导，并且研究表明，ZnO的催化活性强于TiO2。

3. 研究的基本内容与计划

本课题采用zno作为催化剂，对水中的dmp、dep、dbp三种邻苯二甲酸酯进行光催化降解研究。

在不同的条件下，先以邻苯二甲酸二丁酯（dbp）为研究对象，再以paes混合溶液为研究对象，研究其降解效果和降解规律，找出最佳的降解条件，并对paes的降解反应动力学进行研究，测定toc的变化情况，研究其矿化程度。最终将降解方法应用到实际水样中，以验证此降解方法的效果。

最后，以dbp为研究对象，考察并确定dbp的降解中间产物和最终产物，研究dbp在zno光催化降解过程中的降解机理和反应历程，并评价该降解方法的安全性，以及应用于污染水源处理的可行性。

4. 研究创新点

本课题从提高催化剂的降解效率入手，研究了各个单因素条件对单种PAEs光催化降解的影响，并提炼整合成最佳条件，用于PAEs混合溶液的光催化降解，具有更重要的实际意义。在此基础上，通过中间产物的分析测定探讨了光催化的机理，为此类化合物的降解提供理论依据。