文档介绍：哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
为了更真实地反应高锰酸钾在饮用水处理中与微污染物的作用规律,本论
文研究了腐殖酸对高锰酸钾氧化酚类化合物过程的影响并对机理进行了探讨。
腐殖酸( L-1)在 pH 4-8 之间可显著提高高锰酸钾氧化苯酚的速率,而当
pH 为 9 或 10 时,腐殖酸的存在对高锰酸钾氧化苯酚过程略有抑制。腐殖酸对
高锰酸钾氧化苯酚的影响取决于腐殖酸的浓度及高锰酸钾/苯酚的摩尔比。
由于腐殖酸本身非常复杂,为降低腐殖酸结构的复杂性,利用超滤分离技
术把腐殖酸按照分子量进行分级,考察不同分子量范围的腐殖酸对高锰酸钾氧
化过程的影响。在中性条件下,随着腐殖酸级分分子量的增加,高锰酸钾氧化
苯酚的效率显著提升。当腐殖酸存在时,高锰酸钾氧化苯酚的二级表观速率常
数与 254nm 处的比紫外吸光度(SUVA),465 或 665nm 处的比可见光吸光度
(SVA)有良好的正相关性(R2>)。这表明,腐殖酸的π电子密度可强烈地影
响高锰酸钾与苯酚之间的反应活性,通过荧光光谱分析也可得出相应的结论。
FTIR 分析表明,富含脂肪族、类聚糖结构以及羧基官能团的腐殖酸级分对高
锰酸钾氧化苯酚的促进作用较弱。
由于超滤分级实验选用的是商业腐殖酸,其并不能很好的代表真实土壤中
或水中的腐殖酸。因此,本文选用六种不同来源的腐殖酸对高锰酸钾氧化酚类
化合物的影响也进行了研究,其中包括两种商业腐殖酸、三种土壤腐殖酸以及
一种河流腐殖酸。当存在不同来源腐殖酸时,高锰酸钾在中性条件下氧化苯酚
及 2-氯酚的表观速率常数,顺序如下:商业腐殖酸(上海化工)>土壤腐殖酸>商
业腐殖酸(Fluka)>河流腐殖酸。腐殖酸(上海化工)对不同氯酚化合物均有强化作
用,其中对于 2,6-二氯酚的强化作用最为明显。FTIR 光谱分析可得出,河流腐
殖酸与土壤或商业腐殖酸相比,含有较多的羧基、脂肪族官能团以及多聚糖结
构,但其 C=C 双键的含量较少,因此,其对高锰酸钾氧化酚类化合物的影响
甚为微弱;同时,荧光区域积分(FRI)或 SVA 与表观速率常数建立相关性分析
可得出,腐殖酸中含有大环芳香结构或较长的共轭双键时对高锰酸钾氧化酚类
化合物更为有利。

关键词高锰酸钾;苯酚;氯酚;腐殖酸;超滤分级;相关性分析;动力学
- I -
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
To further investigate application of permanganate in drinking water treatment
processes and environmental remediation, the effects of humic acids (HAs), as one of
mon background matrices, on the phenol oxidation by permanganate were
studied. Phenol oxidation by permanganate was enhanced by the presence of HA (
mg L-1) at pH 4-8 while slightly inhibited at pH 9-10. The effects of HA on phenol
oxidation by permanganate were dependent on HA concentration and
permanganate/phenol molar ratios.
Due to heterogeneous HA structural features, the separation of HS into different
nominal molecular weight (NMW) fractions to reduce their heterogeneity is a
necessary step. The high NMW fractions of HA enhanced phenol oxidation by
permanganate at pH 7 more significantly than the low fractions of HA. The apparent
second-order rate constants of phenol oxidation by permanganate in the presence of
HA correlated well with their specifi