微波协同Fenton降解邻苯二甲酸二甲酯及协同机理的研究的任务书.docx

微波协同Fenton降解邻苯二甲酸二甲酯及协同机理的研究的任务书
任务书
一、任务背景
邻苯二甲酸二甲酯（DBP）是一种广泛应用于人工合成材料、食品包装、化妆品、药品等领域的塑料软化剂，但其在环境中的广泛存在对生态系统和人类健康造成了威胁。因此，寻找一种有效的污染物降解方法，以降低DBP的环境风险和危害是很有必要的。
近年来，微波辅助化学反应技术逐渐受到人们的关注和使用，因为它可以快速、高效地加速化学反应。在此基础上，微波协同Fenton技术已被广泛应用于水中有机污染物的降解，其优点包括增强了传统Fenton反应的速率和效率，提高了处理水量，减少了反应废物。
本研究旨在通过微波协同Fenton反应降解DBP，探索微波辐射与Fenton试剂协同的机制和影响因素，并寻找出最佳反应条件，以提高DBP的降解效率和降解效果。
二、研究内容
（1）DBP的化学性质和环境危害分析。
（2）Fenton试剂的合成和制备，选择最佳的反应条件（如反应时间、pH值、温度、H2O2和Fe2+的用量等）。
（3）采用微波辐射器进行微波加热，并在微波协同Fenton试剂反应过程中检测DBP的降解率，通过探测残留的DBP浓度来估算其降解效果，并对其协同机理进行探索。
（4）考虑到Fenton反应过程中会生成很多中间产物和有机酸等，因此合成不同反应时间的样品，采用FT-IR和LC-MS方法对其进行表征，以确定微波协同Fenton反应过程中各中间产物的产生机制和多环芳香化合物（PAHs）的生成情况。
（5）总结微波协同Fenton降解DBP的最佳反应条件和协同机理，并与传统的Fenton方法进行比较和分析，以确定该方法的优缺点。
三、研究方法
（1）实验室合成和分析技术：微波反应仪、高效液相色谱仪（HPLC）、质谱仪（MS）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）等。
（2）实验步骤：
①合成Fenton试剂，包括FeSO4、H2O2等。
②预处理DBP样品，即配制测试溶液，固体溶解于甲醇中，然后放入被试管中等待反应。
③用微波反应仪进行微波辐射加热，并定期取样检测DBP浓度，利用计算公式计算DBP的降解率。
④通过FT-IR和LC-MS对反应前的DBP样品、反应后不同时间的样品进行表征分析。
⑤分析微波协同Fenton方法和传统Fenton方法的优缺点，并探索其协同机理。
四、研究意义和预期结果
本研究将为筛选高效、低成本且能够覆盖范围广的DBP降解技术，为DBP的监测和治理提供新思路。预期结果包括：
（1）实验室合成Fenton试剂，采用标准工艺制备微波Fenton反应体系。
（2）探索微波辐射和Fenton试剂协同的DBP降解机制和影响因素，寻找最佳反应条件，确定DBP的降解率和降解效果。
（3）分析微波协同Fenton反应过程中中间产物的生成机理和PAHs的生成情况，总结微波协同Fenton降解DBP的最佳反应条件和协同机理，并与传统的Fenton方法进行比较和分析。
五、经费预算
本研究所需仪器设备经费约10万元，实验室耗材费及其他支出预计5万元，人员经费需求约20万元。
六、研究时间表
研究时间预计为1年，具体安排如下：
第1-2个月：文献调研，理论分析和试验设计。
第3-5个月：合成Fenton试剂，优化实验条件。
第6-8个月：进行微波协同Fenton反应实验，分析DBP的降解效果。
第9-10个月：通过FT-IR和LC-MS对反应前后样品进行表征分析。
第11-12个月：分析研究结果，撰写论文并进行答辩。
七、参考文献
1.王丽，荀叶风，张晓娟，等.新型功能污泥降解邻苯二甲酸二己酯(DEHP)的研究[J].环境化学,2015,14(1):12-18.
2.王春亮，孙二玲，余祥江，等.微波辐射协同Fenton法降解邻苯二甲酸二己酯的研究[J].中南环境科学,2014,33(2):130-135.
3.李松泽，刘智勇，汪守志，等.微波协同Fenton法降解偏苯二酚的研究[J].湖南化工,2010,36(2):38-40.
4.孙永珍，董俊利，魏世杰，等.微波辐射协同Fenton法降解苯酚的研究[J].中国给水排水,2008,24(10):85-89.
5.Bernardo,E.C.,Salmiati,S.,Rahman,N.R.A.,etal.(2019).AdvancedOxidationProcesses(AOPs)fortheRemovalofOrganicPollutantsfromWastewater:AReview.JournalofEnvironmentalChemicalEngineering,7(2),102992.