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四溴双酚A(TBBPA)阻燃性能好,合成工艺简单,是应用最广泛的溴代阻燃剂。TBBPA具有与甲状腺素相似的结构,具有免疫毒性、甲状腺干扰效应等,是一种潜在的内分泌干扰物,对人类健康造成极大威胁。目前在环境及生物介质中的TBBPA主要采用微生物修复技术、高温热解法及高级氧化法降解,这些方法或降解率低、反应周期长,或容易生成PBDFs、PBDDs及含溴的挥发性副产物。因此,研发一种快速、彻底的TBBPA还原脱溴技术迫在眉睫。本论文利用纳米零价铁双金属(n ZVI/Ni和n ZVI/Cu)颗粒降解甲醇/水体系中的四溴双酚A(TBBPA)。通过SEM-EDS、BET、XRD、XPS和FTIR等表征技术研究新鲜制备的纳米双金属表面反应前后的物化性质;采用批实验法探讨贵金属负载率、初始p H、纳米铁投加量、TBBPA初始浓度、反应温度等因素对TBBPA降解及动力学的影响;结合HPLC和GC-MS,分析在反应过程中的中间产物及终产物,研究并对比n ZVI/Ni和n ZVI/Cu降解TBBPA的反应机理。论文所取得的主要研究成果如下:(1)纳米铁的表征:新鲜制备的n ZVI/Ni和n ZVI/Cu呈球状,颗粒之间团聚成链状,平均粒径为80-100 nm,比表面积分别为33.75 m2/g和32.46 m2/g,而与TBBPA反应后的双金属呈无规则片状,表面积明显减小。n ZVI/Ni和n ZVI/Cu颗粒都具有核壳结构:核为具有强还原性的α-Fe0,壳则为无定形的铁氧化物。Ni以无定形态分散在铁的表面,Cu以Cu0形式分布在铁的表面。与TBBPA反应后,两种颗粒表面均形成了一层原子排序性良好的以Fe3O4为主的氧化层。(2)n ZVI/Ni降解TBBPA:反应符合准一级反应动力学。kobs值随着Ni的负载率和n ZVI/Ni投加量的增加而增加,随着TBBPA初始浓度的增加而迅速降低,而Ni的利用率在0.5 wt%时最高。弱酸性条件下(p H 5.0和6.0)最有利于TBBPA的降解。当TBBPA初始浓度为10 mg/L,n ZVI/Ni投加量为2.0 g/L时,在弱酸性条件下,120 min内TBBPA完全降解、90%以上的TBBPA转化为双酚A(BPA);在p H为9.0时,同样的条件下降解率只达到47%,主要产物为二溴双酚A(di-BBPA);在p H为3.0时,TBBPA虽然能完全降解,但主要产物为di-BBPA。(3)n ZVI/Cu降解TBBPA:反应符合准一级反应动力学。Cu的负载率为0.5 wt%时kobs值最高,高于或低于此负载率时kobs值均下降。p H值对n ZVI/Cu降解TBBPA的影响与n ZVI/Ni的类似,即在弱酸性条件下有助于快速将TBBPA完全脱溴转化成BPA。kobs值随着n ZVI/Cu投加量和温度的升高而增加。当Cu的负载率为0.5 wt%,p H值为5.0、7.0和9.0时,其活化能分别为69.66、72.26和83.25 k J/mol;在初始p H值为7.0,负载率为0.1、0.3和0.5 wt%时,其活化能分别为120.73、81.24和72.26 k J/mol。(4)三种纳米铁对TBBPA的降解率从大到小依次为n ZVI/Cu>n ZVI/Ni>n ZVI。当纳米铁投加量为0.5 g/L,TBBPA初始浓度为10 mg/L时,n ZVI/Cu降解TBBPA的反应速率kobs为3.41(±0.18)×10-2 min-1,分别是n ZVI/Ni和n ZVI的17和68倍。