中山大学杨欣：三重态溶解有机物诱导的单氯胺光化学转化
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Journal of Hazardous Materials
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Photochemical Transformation of Monochloramine Induced by Triplet State Dissolved Organic Matter
Kong Qingqing; Yao Liaoliao; Ye Lei; Pan Yanheng; Deng Yanchun; Tan Zijie; Zhou Yangjian; Shi Guojing; Yang Xin
Published：2024-04-24
DOI：10.1016/j.jhazmat.2024.134366
研究背景
社会上对水处理和消毒的需求日益增长，然而目前的研究领域仍存在一些问题。在这个背景下，一项新的研究发现引起了人们的关注。
研究内容
一项发表在《危险材料杂志》上的研究揭示了光激发的溶解有机物（DOM）可以产生具有反应性的中间体，影响UV基础高级氧化过程（AOPs）中的化学氧化剂转化。研究证实了DOM的三重态（<sup>3</sup>DOM*）在单氯胺（NH<sub>2</sub>Cl）的转化中起着关键作用。NH<sub>2</sub>Cl（42.25 μM，作为Cl<sub>2</sub>）在60分钟内被降解了17.4-73.4％，主要是由于DOM（2-30 mg<sub>C</sub> L<sup>-1</sup>）溶液在365 nm下辐照时产生的<sup>3</sup>DOM*，而NH<sub>2</sub>Cl本身并不吸收这一波长的光线。通过激光闪光光解实验测定了三重态模型光敏剂与NH<sub>2</sub>Cl的二阶猝灭速率常数为0.95(± 0.04)-4.49(± 0.04)× 10<sup>8</sup> M<sup>-1</sup> s<sup>-1</sup>。作为还原剂，<sup>3</sup>DOM*通过一次转移机制与NH<sub>2</sub>Cl反应，产生氨基自由基（NH<sub>2</sub><sup>•</sup>），然后通过DOM中酚基的氢提取转变为氨（NH<sub>4</sub><sup>+</sup>，pKa 9.25）。此外，<sup>3</sup>DOM*被NH<sub>2</sub>Cl氧化或三重态醌中间产物水解形成酚基，使NH<sub>4</sub><sup>+</sup>产率在365 nm辐照下提高到99%以上。这些发现表明，广泛存在的DOM可以通过<sup>3</sup>DOM*将NH<sub>2</sub>Cl转化，从而降低毒性风险。
研究意义
这项研究的创新之处在于揭示了DOM的潜在应用，以最小化毒性风险的方式将NH<sub>2</sub>Cl转化。这一发现对未来的水处理和消毒技术可能产生积极的影响。
希望这篇文章能够帮助你更好地了解这一研究的重要性和意义。
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