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负载型纳米Pd/Fe对氯代烃脱氯机理研究
摘要点击 2339  全文点击 1413  投稿时间:2007-05-05  修订日期:2007-07-09
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中文关键词  负载型纳米Pd/Fe  表观速率常数kobs  活化能ea  脱氯路径模拟
英文关键词  supported nanoscale Pd/Fe  rate constant kobs  activation energy  dechlorination simulation
作者单位
李智灵 中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京 100083
中国地质大学(北京)地质微生物实验室
北京 100083 
杨琦 中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京 100083
中国地质大学(北京)地质微生物实验室
北京 100083 
尚海涛 中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京 100083
中国地质大学(北京)地质微生物实验室
北京 100083 
席宏波 中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京 100083
中国地质大学(北京)地质微生物实验室
北京 100083 
郝春博 中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京 100083
中国地质大学(北京)地质微生物实验室
北京 100083 
中文摘要
      采用实验室制备的负载型纳米Pd/Fe对几种常见的挥发性氯代烃:四氯乙烯(PCE)、三氯乙烯(TCE)、1,1-二氯乙烯(1,1-DCE)、氯乙烯(VC)和林丹(γ-HCH)进行了还原脱氯研究.负载型纳米Pd/Fe对PCE、TCE、1,1-DCE、VC和γ-HCH的还原脱氯符合准一级反应动力学方程,其反应速率常数分别为2.79 h-1、2.35 h-1、1.12 h-1、2.14 h-1和4.02 h-1.氯代烃降解过程中几乎没有中间产物生成,终产物主要为C2H6和C2H4,如对TCE进行降解时,生成的C2H6和C2H4分别占总碳质量比的70%和10%.采用暴露在空气中24 h的负载型纳米Pd/Fe对PCE进行脱氯,8次循环后仍能对PCE快速完全降解,表明负载型纳米Pd/Fe的稳定性能良好.以γ-HCH为目标污染物对负载型纳米Pd/Fe的反应持久性进行了研究,200 h后负载型纳米Pd/Fe的反应性没有明显降低,表明负载型纳米Pd/Fe反应持久性能良好.温度对负载型纳米Pd/Fe的脱氯反应影响较大,测得各氯代烃脱氯反应的活化能均高于29 kJ·mol-1.对PCE、TCE进行了脱氯动力学模拟,模拟结果与试验数据基本吻合,表明负载型纳米Pd/Fe对氯代烃的脱氯,是连串、平行及多步骤反应的结合.
英文摘要
      Some volatile chlorinated hydrocarbons such as VC, 1,1-DCE, TCE, PCE, γ-HCH, were dechlorinated by synthesized supported nanoscale Pd/Fe. The dechlorination reactions of PCE,TCE,1,1-DCE,VC,γ-HCH follow the pseudo-frist order kinetics equations with the kobs of 2.79 h-1, 2.35 h-1, 1.12 h-1,2.14 h-1 and 4.02 h-1 respectively. Little or no medial products were detected and the main end products were C2H6 and C2H4 during the dechlorination of VC, 1,1-DCE, TCE, PCE. The total carbon ratio of C2H6 and C2H4 were 70% and 10% respectively during the dechlorination of TCE. The supported nanoscale Pd/Fe particles after exposed to air for 24 h were used for 8 cycle experiments and the results indicate that the particles have favorable stability. The reactivity has no obvious decrease after 200 hours' successive dechlorination experiments of γ-HCH which indicates that the particles represent good durability. The reaction activation energy of all the chlorinated hydrocarbons are bigger than 29 kJ·mol-1 which shows that the surface-chemical reaction rather than diffusion is the rate-limiting step in the metal-mediated dechlorination process. A consistence between the experimental data and simulated curves indicates that the muti-step reaction pathways proposed offer a better explanation of the reaction mechanisms than sequential hydrogenolysis reactions in the transformation of chlorinated hydrocarbons by supported nanoscale Pd/Fe.

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