不同条件下Cr(Ⅲ)-草酸配合物的光氧化作用的研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

铬是地壳中分布第七广泛的元素，其氧化态为-2~ 6，其中以cr(Ⅲ)和cr(Ⅵ)最为稳定，自然界中的主要形态取决于其氧化还原电位和所处环境的ph。cr(Ⅲ)有可能在各种环境因素影响下发生氧化还原反应，转化成毒性较大的cr(vi)，造成二次污染。土壤中cr(iii)的氧化是可以发生的，许多学者都观察到了土体中cr(iii)转化为(vi)的现象。土壤中含有较高含量的mno₂，自然界中最常见的cr(iii)氧化剂为mno₂，其氧化cr(iii)的反应主要为3个过程：cr(iii)吸附于mno₂表面，mno₂表面发生氧化反应，cr(vi)从mno₂表面解吸。另一方面，cr(iii)的光催化氧化过程也十分重要，金属离子的光催化反应主要通过三种机制:(1)由导带光生电子(e-)直接还原金属离子;(2)光生h 氧化加入的有机物所形成的中间体,进行间接还原;(3)通过氧化反应。光催化氧化技术能有效的破坏许多结构稳定的生物难以降解的有机污染物，具有节能高效、污染物降解彻底等优点，几乎所有的有机物在光催化作用下可以氧化为co₂和h₂o等简单无机物。

草酸是土壤中普遍存在的一种双羧基有机酸, 草酸根(c₂o₄^2-)是一个优良的

配体,可以和许多金属离子形成配位化合物，如mn(Ⅱ)和cr(Ⅲ)形成配合物，与草酸配合后，cr(Ⅲ)在自然界中被氧化成cr(Ⅵ)的几率将会降低，但仍可能会被光氧化，在土壤中发生再氧化过程。不同条件对cr(Ⅲ)-草酸配合物的光氧化作用的研究对于二次污染、生态安全等有很重要的影响。根据络合金属离子在溶液中稳定性的规律,铬(Ⅲ)与配体生成的配合物稳定性高,络合能力强。从酸碱理论上讲,羧基是强碱,而铬(Ⅲ)是强酸,两者必能反应并生成高稳定性配合物。由于有机酸与 cr(iii) 的络合反应无论在低 ph 还是高 ph 条件下都可能是有机酸抑制 cr(iii) 氧化反应的重要原因。并且已有研究表明，有机酸-cr(iii)配合体比 cr(iii)离子更难被 mno₂氧化。

2. 研究的基本内容和问题

研究的目标：

制备并纯化cr(Ⅲ)-草酸配合物，探究不同条件下cr(Ⅲ)-草酸配合物的氧化规律，从而揭示cr(iii)在天然环境中可能存在的氧化行为，为评估cr(iii)的潜在危害提供科学依据。

研究的内容：

3. 研究的方法与方案

研究方法：

合成方法：取 0.1mol/L的草酸和0.1mol/L的Cr(Ⅲ)溶液混合，用蒸馏水定容，用盐酸或氢氧化钠溶液调节pH分别为3、4、5。用振荡器在25℃下振荡实验所需的时间，得到一定浓度的Cr(Ⅲ)-草酸配合物。

纯化方法：将配合好的Cr(Ⅲ)-草酸配合物通过钠型732阳离子交换树脂过滤，40d/min，再用水冲洗，至中性，合并滤液，加2滴盐酸，定容至500mL，转移至棕色瓶中待用

分析方法：Cr(Ⅲ)-草酸配合物浓度用原子吸收仪火焰光度法测定。Cr(Ⅵ)浓度用二苯碳酰二肼吸光光度法（DPC）测定。

4. 研究创新点

为研究Cr(Ⅲ)在自然界中的再氧化过程提供一定的理论指导，对于研究Cr(Ⅲ)在自然界中的再氧化过程,对环境铬污染监测，对环境管理与生物防治有一定意义。

5. 研究计划与进展

（1）2013.12-2014.2 实验的准备阶段，查阅相关文献，拟定合成路线

（2）2014.3-2014.5 实验的进行阶段

（3）2014.4-2014.5 毕业论文的撰写阶段