在基于紫外线的先进氧化过程中,溶解的黑碳在分子水平上的转化
Qi Lu1, Qi Han1, Hongnan Liu1
1Beijing Key Lab for Source Control Technology of Water Pollution, Engineering Research Center for Water Pollution Source Control & Eco-remediation, College of Environmental Science and Engineering, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China.
溶解的黑碳 (DBC) 在基于紫外线的先进氧化过程 (AOP) 中经历了明显的分子转化. 氧化反应,包括氧化,二氧化和三氧化,主导DBC.
科学领域:
- 环境化学环境化学
- 水处理技术水处理技术
- 有机地化学 有机地化学
背景情况:
- 从生物炭中溶解的黑碳 (DBC) 在水生环境中普遍存在,并在高级氧化过程 (AOP) 中充当自由基清除剂.
- 在不同的UV-AOP (UV/H2O2,UV/PDS,UV/) 中,DBC的分子转化尚未得到充分理解,这阻碍了有效的水处理策略.
研究的目的:
- 在各种UV-AOP条件下,阐明从小麦生物炭中获得的DBC在分子水平上的转化.
- 为了比较UV/H2O2,UV/PDS和UV/处理中的主要氧化反应和副产品形成.
主要方法:
- 使用UV-Vis和光EM光谱对DBC进行表征,以监测结构变化.
- 高分辨率分析使用里埃转换离子循环子子共振质谱法 (FT-ICR MS) 来识别分子转换.
- 基于23种反应类型的质量差异分析,以量化氧化过程并确定特定的反应途径.
主要成果:
- 紫外线-AOP治疗导致SUVA254值降低和光强度降低,表明DBC转化.
- 在所有UV-AOP中观察到DBC的显著氧化,具有明显的主导反应:在UV/H2O2中化 (+O),在UV/PDS中二化 (+2O),在UV/中三化 (+3O).
- 紫外线/处理导致1194个未知结构的含副产品 (Cl-BPs) 的形成.
结论:
- 这项研究提供了对不同UV-AOP中的DBC转换的全面分子理解,突出了特定基因物种的作用.
- 这些发现有助于理解DBC在水处理中的命运,并为抑制不良副产品的形成提供了洞察力.
- DBC对氧化的敏感性及其作为副产品前体的作用是优化AOPs的关键考虑因素.
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