NanoFe3O4-Na2S2O8-UV降解二氯喹啉酸的条件优化开题报告

 2022-01-29 18:52:08

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

二氯喹啉酸属于喹啉羧酸类激素型选择性除草剂,主要用于防除稻田单子叶杂草, 尤其对稗草有极高活性, 是我国稻田主要除草剂品种之一。

近几年水田改旱田中除草剂残留药害逐年增加, 水田使用二氯喹啉酸对后茬旱田作物、蔬菜引起的药害尤为突出。

二氯喹啉酸在水田环境中的降解方式主要为光解, 而微生物降解很微弱, 几乎无挥发和水解。

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2. 研究的基本内容和问题

研究目标:选出最好二氯喹啉条件酸降解。

研究内容:将二氯喹啉酸溶液、过硫酸钠溶液、磷酸二氢钾缓冲、四氧化三铁纳米材料按实验设计(将会在结果和讨论中列出)放入光反应管中,并分别在100w和300w紫外高压汞灯下照射并电磁搅拌。光照1个小时后,使用toc测量总有机碳的变化,并算出二氯喹啉酸的矿化率。

拟解决的关键问题:在相同反应物体积下,四氧化铁纳米材料的量越多,那么fe2 的浓度越高。目前研究表明,一方面亚铁离子作为电子供体首先会催化分解过硫酸根离子,产生硫酸根自由基,硫酸根自由基的存在可以氧化降解有机污染物。但当亚铁离子浓度较高时,产生的硫酸根自由基同时会与溶液中的亚铁离子反应,这一进程使得亚铁离子与有机污染物竞争硫酸根自由基,抑制了有机污染物的降解。所以合适的亚铁离子浓度才能促进二氯喹啉酸的降解,控制fe2 的量是关键。

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3. 研究的方法与方案

降解体系的选择

将L-苯丙氨酸与pH7的磷酸二氢钾缓冲(0.01mol/L)、四氧化三铁纳米材料(10mg)、过硫酸钠溶液(0.01mol/L)按照不同条件在100W汞灯下反应,最后使用分子荧光仪测荧光强度,确定比较好的反应体系。

1.pH对光降解的影响 2.过硫酸钠的量对光降解的影响 3.nano-Fe3O4的量对光降解的影响 4.光强对光降解的影响

以上4个方案,先将3个条件固定,然后确定其中一个最优条件。

4. 研究创新点

本课题使用四氧化三铁纳米材料代替传统Fe2 活化过硫酸钠,在酸性体系下,慢慢将Fe2 释放出来,这样可以防止Fe2 被过多氧化,利用率大大提升,保证了活化效率.

5. 研究计划与进展

研究计划:第一学期准备四氧化铁纳米材料的合成。然后摸索合适的降解体系,确定降解体系。

第二学期在降解体系确定的情况下,进行条件的优化。

预期进展:摸索出不同条件下的降解程度,然后得出最佳降解条件。

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