热活化过硫酸盐降解罗丹明B的研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

随着现代印染工业的迅速发展，通过各种途径进入水体中的化合物种类和数量急剧增多，有机废水中含有许多难以降解有毒的污染物，其中罗丹明b因具有较高的难降解性和易积累等特点，对生态系统和人类健康构成了严重的危害。罗丹明b（rhb）俗称花粉红，是一种具有鲜艳红色的人工合成的染料，氧杂蒽染料中的重要表物，广泛存在印染废水中，罗丹明b还涉及食品安全事件，2011年2月15日，重庆千娇调味品有限公司厂区内部残留调味品中查出罗丹明b，引起广大民众对食品安全问题再一次的重视。因为其难生物降解，并对生态系统和人类健康产生慢性亚致死等不可预知的影响,所以发展一种性价比高、环境友好的处理技术，用来去除罗丹明b，消除其带来的潜在风险，具有很深刻的现实影响。

国内外经过长期努力建成降解罗丹明b的方法归纳起来大致有物理法，化学法，生物法等，如化学氧化法，吸附法，混凝沉淀法，膜分离法，离子交换法及微生物降解法。近年来，以硫酸根自由基为主的新型高级氧化技术在水处理领域中的应用越来越广泛，在去除难降解有机物过程中显示出巨大潜力。通过激光光解、脉冲辐射、光解、加热、过渡金属活化和电化学还原等方法可活化过硫酸盐产生硫酸根自由基。其中热活化因操作简单，效率高常被用于研究so₄^2-和各种反应物的反应机制。本研究方法为硫酸根自由基的高级氧化技术（so₄^--aops），so₄^-可以通过过硫酸盐（ps）、过硫酸氢盐（pms）活化产生，常见活化方式有紫外照射、过渡金属和超声波活化等。本实验采用热活化的方式，均裂so₄^-前驱体ps中的过氧键从而实现对污染物的氧化产生so₄^-。

高级氧化技术（aops）是一种很有效的技术。传统的aops是基于具有高度氧化性的氢氧根自由基（oh），本实验中so₄^-与有机化合物反应的二级速率常数为10⁶到10⁹m^-1s^-1。与oh相比，so₄^-具有更高的选择性。so₄^-与有机物的反应机制主要是电子转移^[17]，这种特性使得so₄^-不易被非目标的水体成份（如nom）消耗，从而增加了so₄^-在水中的稳态浓度。在修复地表水和土壤污染物方面，基于so₄^-的aops将成为一种新型的原位化学氧化技术（isco）。

2. 研究的基本内容和问题

1、研究目标

（1）建立有效活化过硫酸盐的活化方式。

（2）探明热活究和阐化过程中对解罗丹明b的降机制和特征。

3. 研究的方法与方案

1、研究方法

本研究方法为高级氧化技术。

2、技术路线

探究温度、ps浓度、ph、溶解性天然有机物，以及cl^-、hco₃^-对反应的影响，我们进行了一系列的动力学研究。反应中间产物经固相萃取后，由hplc-esi-ms/ms进行分析。根据对中间产物结构的测定，我们推测出了热活化ps氧化smz的反应机制和转化途径。

3、实验方案

4. 研究创新点

1、本项目利用高级氧化技术，阐明热活化过硫酸盐降解反应机制，获得全面详实的实验数据对于理解这一试验过程具有重要的参考价值，为利用热活化过硫酸盐高级氧化技术应用于实际环境治理提供理论依据和参考。

2、在各种不同的活化方式中，热活化是一种重要的方式。采用热活化不需另外添加化学物质，避免了与活化剂预混合时带来的PS消耗；另外热活化操作简单，效率高。本项目着眼于国家需要，立足于环境污染治理和食品安全防范。开展热活化过硫酸盐降解罗丹明B的基础理论研究，为我国的环境水污染治理提出新的思路和解决办法，本基础研究的成果也将对食品安全问题产生重要影响。

5. 研究计划与进展

1、项目研究计划及预期进展

（1）2017年2月对样品进行预实验，分析最适实验条件。

（2）2017年3月对样品进行测定，分析数据。

（3）2017年5月整理实验的整体思路，撰写论文。

2、预期研究成果

（1）比较不同温度、PH、浓度的活化过硫酸盐降解罗丹明B的变化情况，从中选择最适条件进行技术设计。

（2）鉴定反应自由基和降解产物的解释不同pH条件下罗丹明B降解速率出现差异的原因。

（3）揭示自然水体中广泛存在的HCO₃^-，Cl^-和HA等物质对SO₄^-氧化罗丹明B过程的影响。

（4）明确高级氧化技术的实验机制。

（5）撰写毕业论文1篇。