水力空化场强化甲基异噻唑啉酮的氧化降解

O656.9; 甲基异噻唑啉酮(2-Methyl-4-isothiazolin-3-one,MIT)在工业生产中广泛使用,但其在水环境中的持久性和潜在的生物毒性引起了广泛关注.为此,基于文丘里管空化反应器,通过水力空化技术联合H2O2,针对氧化降解MIT的过程进行了研究.以提高MIT的降解率为目的,对反应时间、入口压力、H2O2加入量及MIT初始浓度等条件进行了优化,通过一系列实验,确定最佳的反应条件如下:即在反应时间40 min、入口压力0.5 MPa、H2O2加入量5 mL/L、MIT初始质量浓度15 mg/L的条件下,MIT的降解率达69％.为了深入了解MIT的降解机制,采用傅里叶变换离...

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Published in应用化学 Vol. 41; no. 11; pp. 1605 - 1619
Main Authors 牛文奇, 马凤云, 夏斌, 刘景梅, 殷双杰
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 新疆大学化工学院,煤炭清洁转化与化工过程新疆维吾尔自治区重点实验室,乌鲁木齐 830046%新疆大学化学学院,省部共建碳基能源资源化学与利用国家重点实验室,乌鲁木齐 830017%新疆大化富山化工有限公司,石河子 831300 2024
Subjects
Hydrodynamic cavitation
Degradation
甲基异噻唑啉酮
降解
水力空化
文丘里管
Methylisothiazolinone
Venture tube
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Summary:O656.9; 甲基异噻唑啉酮(2-Methyl-4-isothiazolin-3-one,MIT)在工业生产中广泛使用,但其在水环境中的持久性和潜在的生物毒性引起了广泛关注.为此,基于文丘里管空化反应器,通过水力空化技术联合H2O2,针对氧化降解MIT的过程进行了研究.以提高MIT的降解率为目的,对反应时间、入口压力、H2O2加入量及MIT初始浓度等条件进行了优化,通过一系列实验,确定最佳的反应条件如下:即在反应时间40 min、入口压力0.5 MPa、H2O2加入量5 mL/L、MIT初始质量浓度15 mg/L的条件下,MIT的降解率达69％.为了深入了解MIT的降解机制,采用傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR-MS)技术分析MIT降解的中间产物,并推测了 MIT在该工艺条件下的降解历程,MIT主要通过氧化反应及加成反应使其五元环结构被破坏而降解,这表明在当前的实验条件下,MIT的降解速率已经达到了一个稳定水平,进一步提高降解效率可能需要调整其他参数.在此基础上,采用初始速率法,确定出该工艺条件下MIT的降解反应为零级反应,即反应速率与MIT的浓度无关,而是受到其他因素的影响,并利用Coast-Redfern模型,估算出MIT的表观反应活化能为31.127 kJ/mol,为进一步优化降解工艺提供了重要依据.
ISSN:1000-0518
DOI:10.19894/j.issn.1000-0518.240141