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1、目录4.1 化学降解手段介绍化学降解手段介绍 水解与电离4.2.典型污染物的催化降解典型污染物的催化降解光化学反应高级氧化技术催化反应-催化剂的知识汽车尾气的氧化催化降解水体/土壤中有机污染物的光催化降解一.水解反应（一）不同物质的水解1.强碱弱酸盐的水溶液强碱弱酸盐的水溶液如 NaOAc Na+OAc-H2O OH-+H+水的解离+HOAc水解反应式：水解反应式：OAc-H2O HOAcOH-显碱性显碱性一.水解反应（一）不同物质的水解2.强酸弱碱盐水溶液强酸弱碱盐水溶液显酸性显酸性+NH3H2O如NH4Cl Cl-+NH4H2O H+OH-+水解反应式：水解反应式：NH4 H2O NH3H
2、2O H+盐的水解反应:盐的组分离子与水解离出来的H+或OH-结合生成弱电解质的反应一.水解反应（一）不同物质的水解3.弱酸弱碱盐弱酸弱碱盐水溶液的酸碱性视生成弱酸、弱碱的Ki 而定A+B-+H2O HB+AOH 如 NH4F NH4 +F-+H2O NH3H2O+HF+如 NH4OAc NH4 +OAc-+H2O NH3H2O+HOAc+如 NH4CN NH4+CN-+H2O NH3H2O+HCN+Ka(HB)Kb(AOH)水溶液显酸性Ka(HB)Kb(AOH)水溶液显中性Ka(HB)Kb(AOH)水溶液显碱性一.水解反应（一）不同物质的水解4.强酸强碱盐不水解强酸强碱盐不水解,溶液呈中性溶
3、液呈中性一.水解反应（二）水解常数OAc-H2O HOAcOH-Kh=c(HOAc/c c(OH-)/c c(OAc-)/c c(HOAc/c c(OH-)/c c(H+)/c c(OAc-)/c c(H+)/c Kh=KwKa即即一元弱酸盐 KwKaKh=一元弱碱盐 KwKbKh=一元弱酸弱碱盐KwKaKbKh=一.水解反应（二）水解常数 Kh 值越大，相应盐的水解程度越大盐水解部分的浓度盐的开始浓度水解度(h)=100%水解度表示盐的水解程度 Kh 与 h 均可表示盐的水解程度 但Kh 与盐的浓度无关 h 与盐的浓度有关一.水解反应 污染物质水解后，母体化合物原有的取代基被羟基所取代。此类
4、化合物往往能够较大程度地改变污染物质的物理和化学性质，例如极性增加，溶解度提高，从而使其容易得到进一步的降解等等。因此，污染物质水解能够在一定程度上改变污染物反应活性二、电离反应电离反应是极性污染物分子的一个基本反应。分子发生电离后，其反应活性产生显著变化。电离表示了一个分子吸收或者释放电子或质子的难易程度，因此，电离常数经常被列为表征分子的基本物性数据。二、电离反应 对于复杂的分子，根据电离常数，也可以判断其在环境或者处理过程的基本特性。以偶氮染料为例。偶氮染料的离解程度能够决定离子化程度，被吸附的可能性，以及迁移、反应动力学、生物有效性和络合等。每年都有大量新的染料被合成，利用基于分子结构
5、的计算方法，可以直接获得所需要的数据。二、电离反应二、电离反应 SPARC专家系统已经被证明是计算污染物分子电离常数的准确方法。以偶氮染料为例，偶氮染料分子上常发生电离反应的中心部位和常见的分子取代基团见表1和表2。二、电离反应 SPARC专家系统已经被证明是计算污染物分子电离常数的准确方法。以偶氮染料为例，偶氮染料分子上常发生电离反应的中心部位和常见的分子取代基团见表1和表2。取代基取代基2222322+32 环上环上N 环上环上N带带+2=+=1.5240.9001.1001.6865.0371.4485.4765.5846.4821.0606.5430.0008.3057.0561.89
6、72.0073.9244.1004.0704.1006.4686.5207.1166.0680.6004.9733.9102.9100.000-1.0300.0000.000-0.5440.0000.000-3.064-2.8820.0000.1760.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0003.1560.0000.0001.0000.0001.0000.0001.0774.7230.7001.5003.752-4.712-0.873-3.673-1.418-5.852-1.272-1.9121.9921.445-2.985-0.8300
7、.000-0.050-0.332-0.8340.7754.2002.7792.1018.8004.0000.0000.0000.0730.8000.0800.0002.04014.9712.007.57710.3827.4715.000.1292.3302.4185.6373.0944.9283.0121.4980.8002.0809.0073.5470.0984.6002.3390.8000.6003.212.852.702.403.204.872.763.103.342.623.802.302.103.092.992.803.123.463.643.75一3.803.60一一一一一表2 偶
8、氮染料分子上常见的取代基二、电离反应偶氮染料分子的电离反应方程和电离常数表示如下：+=lg +lg+lg AH 酸性离解常数可以用下式表示：=+其中，代表酸性基团本身的贡献，而 代表分子其他部分的影响程度。分子主体对酸性离解的影响可以根据P与A之间具体的相互作用机理，分解为静电诱导效应，共振效应、氢键效应、空间效应，以及溶剂化效应等。=+二、电离反应其中，方程右边各项顺序代表其中，方程右边各项顺序代表(1)静电相互作用，包括键诱导效应、空间场效应和色散作用。(2)共轭效应，与分子的共轭程度相关，可以根据分子轨道理论求得。(3)溶剂作用。(4)氢键作用等等。二、电离反应 图1比较了159种染料化
9、合物的酸性离解常数计算结果和实测结果。由图可见，计算值与实测数值符合得非常好，误差约为0.62单位左右，相当于实验误差水平。二、电离反应 偶氮染料的酸性离解常数与其在环境中状态关系密切。例如，分散染料的酸性离解常数往往比较低，说明该类染料比较容易被吸附。在发生生物或者化学反应后，偶氮染料分子的形态发生变化，原先不容易溶解的，可能随着极性增加，而变得容易溶解，以及溶解后的迁移。三、环境污染物（一）环境有机污染化学研究的对象1.工业：工业：查明潜在有害物质在环境介质中存在；一级标题二级标题字体：中文：思源黑体 英文：新罗马三级标题四级标题主要用色：四、环境有机污染化学的研究领域4.环境优先控制污染物5.生态系统生物群落结构和组成变化 1.废水、废气、废弃物的处理处置，如难降解有毒有机污染物的效应及控制治理技术2.重金属污染 3.温室效应、酸雨和臭氧层 6.环境监测与分析7.环境规划与管理，信息化、网络化、智能化