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光对xad8树脂分组下的腐殖酸产生活性氧物种的影响

2023-01-01 19:39编辑: www.51jrft.com51今日论文网
采用XAD-8树脂分组手段将富里酸分为pH4.8、pH7、pH11、水、醇与原液六个组分,用红外光谱分析的方法来表征富里酸六个分组组分的结构。结果显示组分中羧基官能团的分布按照pH4.8、pH7、pH11、原液、水、醇的顺序依次减少,脂肪族成分则依次增加。pH4.8、pH7组分含氧量相对于其他组分较多。用FFA的光解速度来探究各组腐殖酸产生单线态氧(1O2)的能力,pCBA来探究各组腐殖酸产生羟基自由基(HO·)的能力。
目录
摘要 [1
关键词 1
Abstract 1
Keywords 1
1 绪论 1
1.1腐殖酸的概念 1
1.2腐殖酸的光解 2
1.3自由基的概述 2
1.4采用XAD8树脂分组研究的理由 3
1.5研究意义 3
1.6研究目的 4
2 材料与方法 4
2.1 实验材料 4
2.2 研究方法 4
2.2.1 富里酸的提取与分组 4
2.2.2验证单线态氧(1O2)的产生 4
2.2.3验证羟基自由基(HO)的产生 5
2.3 富里酸及各组分样品的红外光谱 6
2.4 光解实验 6
2.5 高效液相色谱仪测定 6
3 结果与分析 6
3.1 各分组腐殖酸的红外光谱分析 6
3.2 各分组的FFA的光解结果 7
3.3 各分组的pCBA的光解结果 8
3.4 腐殖酸官能团结构对产生活性氧物种的影响分析 9
致谢 9
参考文献 9
光对XAD8树脂分组下的腐殖酸产生活性氧化物种的影响
引言
绪论
1.1腐殖酸的概念
腐殖质(HA)是发现于大自然界中,被大量应用在农业、林业、牧业、石油业、化工业、建材业、医药卫生业以及环境保护等各个领域的大分子有机物质。HA在现代备受推崇,究其原因在于现代社会更加推崇无公害农业、农业的生态化建设、绿色食品的生产、环境保护和无污染等理念。大量研究结果显示,HA在我们 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: #351916072
的生活中起着不容小觑的关键作用。现在为止还没有公认的对HA的解释。HA在不同研究结果中的定义也是不同的。在早期的土壤学研究中,科学家们提出只有能够溶于稀碱溶液的组分才是HA,而煤化学专家们则认为,有些溶于稀酸的组分也可能是HA。总之,目前大多数研究者们觉得,HA是一种由芳香结构、化学性质相似,没有特定形状的酸性物质所构成的混合物。
由于HA的形成方式多样,并且有多种来源方式,因此分类也不一样。HA按照其产生形式可以分为两种:自然来源HA和人工产生的HA。自然产生的HA有土壤里产生的HA、水体中产生的HA、煤中产生的HA;人工HA有生物发酵产生的HA、化学合成形成的HA和氧化之后再生的HA。依据产生方式的不同又可以将HA分为三类,分别是:原生HA、再生HA和合成HA。原生HA是一种自然环境中的化学物质形成中,本就存在的一种HA。而再生HA指的是各个阶段的煤,通过在自然条件下进行风化或是经过人工进行氧化反应生成的HA。富里酸(Fulvic Acid)作为土壤腐殖质的重要成分之一。FA是一种黄色物质,富有微型的结构形态,可以分解于所有的pH值中,它具有生物活性且分子量低,所有生物分解之后的最终产物都是FA,同时,它有很强的可溶性,即使在不同的酸碱成分里都能溶解。
FA的生成过程十分繁琐,一般至少需要由几个不同的物种和连续几代的微生物物种的分解与腐殖化形成。HA的组成中拥有很多的酚羟基、官能团结构,因而可以和氧化物、金属离子,以及一些有机物包括一些有毒有害物质在内的发生作用,因此可以影响到这些物质的一些化学行为,这些行为包含了一些有机污染物的光化学降解、生物吸收、迁移及挥发等方面。对FA的结构的研究有利于研究出解决环境中重金属以及有机污染物去除的方法。
1.2腐殖酸的光解
腐殖酸是有机质分解过程中的中间产物,在微生物作用下,经过生物化学过程,合成的一种暗色含氮的、稳定的、复杂的高分子化合物。腐殖酸结构复杂,含有羟基、羧基、酚羟基等多种官能团。腐殖质在接受光照后,既可以形成激发态直接把能量传给其他有机质,使其发生敏化光解反应,也可自身裂变转移电子,生成高反应活性的物质如HO、1O2等,这些活性组分可以和进入土壤环境的许多有机物发生光氧化反应。一方面腐殖质吸收紫外和太阳光后产生一些活性基团可以引导一些光化学反应,促进有机污染物的光化学降解;另一方面,腐殖质对光具有散射作用,并且可以吸附和屏蔽有机污染物,因此在某些情况下,又可以抑制有机污染物的光化学分解。产生的不同影响与化合物自身光化学特性、腐殖质组成和结构、辐射光特性以及环境条件等都有关系。
1.3自由基的概述
自由基(radical),化学名又称“游离基”,指的是化合物的分子在光热等外界环境的作用下,共价键(covalent bond)发生均裂而形成的具有不成对电子的原子或基团。(共价键发生不均匀断裂时,共用电子对完全转移给其中的某个原子,于是产生了带正负电的离子,这个过程被称之为键的异裂(heterolytic cleavage)。)通常在原子符号后加上“”,就表示没有成对的电子。如氯自由基(Cl,即氯原子)、氢自由基(H,即氢原子)等。自由基反应在燃烧、聚合反应、生物化学、大气光化学、等离子体化学等各种化学学科中都扮演着重要的角色,也成为了各科化学研究的重要内容。
形成方式在外界光热、辐射等环境的影响下或是在化学试验中,分子中的共价键发生断裂,如果共用电子对转移给某一方独占时,就形成了离子;但如果分裂使共用电子对分属于两个原子或基团时,就形成了自由基。同时,自由基还可以通过一个原子或者分子的氧化还原过程来形成。
有机化合物(Organic compounds)发生化学反应的过程中,总有共价键的断裂和新的共价键的生成。当共价键发生平均分配的均裂时,两个成键电子的分离形成的碎片有一个未成对电子,如H,Cl等。如果是由一个以上的原子组成时,则称为自由基。正是由于未成对电子的存在,自由基和自由原子非常活跃,通常很难分离得到。不过在很多反应中,自由基和自由原子会以中间体的形式存在,虽然浓度很低,存留时间也很短。

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