超声辅助电催化氧化降解水杨酸的研究_庄琳懿

第25卷第5期2006年10月四川环境SICHUANENVIRONMENTVol.25,No.5October2006·试验研究·收稿日期:2006-03-31基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金(20010247004)作者简介:庄琳懿(1979-),女,浙江镇海人,同济大学分析化学专业2004级硕士研究生。研究方向为电化学。超声辅助电催化氧化降解水杨酸的研究庄琳懿1,马前1,宋卫峰2,倪亚明1(1.同济大学化学系、同济大学生命科学与技术学院、污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海200092;2.广东工业大学环境科学与工程学院,广州510090)摘要:通过对水杨酸降解的UV扫描吸收光谱的研究表明,在水杨酸的电催化氧化和超声辅助电催化氧化降解过程中,都有吸收紫外光的中间体生成,对吸光度峰值随降解反应时间的变化关系进行非线性最小二乘法拟合(NLSF),发现其衰减均符合表观一级反应动力学规律;而COD值的衰减也都符合表观一级反应动力学规律。GC-MS检测到水杨酸超声辅助电催化氧化降解60min后,有中间产物甲酸、乙酸、苯酚,认为是水杨酸在·OH的作用下,开环氧化降解生成乙酸和甲酸等小分子有机物,最后降解为二氧化碳和水。关键词:电催化氧化;超声;水杨酸;中间体;机理中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:1001-3644(2006)05-0004-05StudyontheUltrasound-assistedElectro-catalyticOxidationofSalicylicAcidinWaterZHUANGLin-yi1,MAQian1,SONGWei-feng2,NIYa-ming1(1.DepartmentofChemistry,SchoolofLifeScience&Technology,StateKeyLaboratoryofPollutionControlandResourceReuse,TongjiUniversity,Shanghai200092,China;2.SchoolofEnvironmentalScience&Engineering,GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510090,China)Abstract:Theelectro-catalyticoxidationandultrasound-assistedelectro-catalyticoxidationwereusedrespectivelytothedegradationofsalicylicacid.ThroughUVscanningspectra,itcanbeprovedsomeintermediatesthatcanabsorbtheUVlightwereproducedinthedegradationreaction.TheabsorbancepeakvariedwithreactiontimeandtherelationshipwasprocessedbyNLSF.Theresultsshowedthatthereductionsofrelativeabsorbancepeakofthesolutionstreatedbythetwowaysbothmetthepseudofirst-orderreactionkinetics.Theintermediateformicacid,aceticacidandphenolweredetectedbyGC-MSafter60minofthedegradation.Itprovedthatsalicylicacidwasfirstdegradedintosmall-sizeorganiccompoundsbyhydroxylradicals,andfinallyintocarbondioxideandwater.Keywords:Electro-catalyticoxidation;ultrasound;salicylicacid;intermediate;mechanism水杨酸又称为邻羟基苯甲酸,易升华并能随水蒸气挥发,具有酚及羧酸的化学性质,将含水杨酸的废水排放到环境中,能污染鱼类产生煤油味,对人体健康有害[1]。由于水杨酸属于生物难降解物质,若采用传统的氧化、生化等方法处理,不仅处理成本高、能耗大,而且不易达标排放,因此一般采用非生化方法对水杨酸进行降解处理,如利用紫外/H2O2/O2就能彻底降解水杨酸[2],目前则以光催化氧化法居多,特别是TiO2的应用,它对于水杨酸具有良好的光催化活性[3],徐玲等[1]用自制的两种锐钛矿晶型的TiO2纳米粉体,结合紫外光催化降解水杨酸,取得了良好的效果。虽然锐钛型TiO2光活