周豪

个人信息Personal Information

副教授

博士生导师

硕士生导师

主要任职:化工海洋与生命学院副院长

性别:男

毕业院校:大连理工大学

学位:博士

所在单位:化工海洋与生命学院

学科:环境工程

办公地点:海洋科学与技术学院 D05 307

联系方式:zhouhao@dlut.edu.cn

电子邮箱:zhouhao@dlut.edu.cn

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教师博客

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【课题相关】水钠锰矿氧化降解β-blockers

发布时间:2020-10-15   点击次数:

Chemosphere 2018, 194, 588-594

Oxidation of β-blockers by birnessite: kinetics, mechanism and effect of metal ions

β-blockers属于PPCPsPharmaceutical and personal care products, 药物与个人护理品)中的一类,广泛用于心绞痛的治疗,心力衰竭和心率失调等问题。这些物质可以通过污水处理厂的生化处理单元等到部分的去除,使得出水浓度低至ng-μg L-1。但是即使浓度低至痕量,其仍然可以干扰绿藻的光合效率,影响脊椎动物和无脊椎动物的心率。

锰氧化物对微污染物的降解通常涉及到表面复合,电子传递以及随后自由基中间物的持续转化,在光照的情况下,锰氧化物氧化胺类物质已经有所报道。作者主要考察在黑暗条件下,金属离子共存对于锰氧化物氧化β-blockers的影响(所以作者为什么选择金属离子?)

作者随后解释了,说明金属离子可以竞争二氧化锰表面的羟基位点,所以会影响底物与锰氧化物表面的复合。作者在文章中考察了三种β-blockersbetaxolol, metoprololatenolol在不同水钠锰矿添加量,底物浓度和pH下的降解动力学;不同金属离子对β-blockers氧化性能的影响;以及β-blockers的降解途径。

*在做金属离子影响时,金属离子自身的水解效应如何考虑?应该会影响到离子本身的存在形式

*制备水钠锰矿时,作者利用上清液的电导值变化间接表征Mn2+是否充分反应,我觉得可以借鉴一下。

*考虑pH对底物吸附动力学的影响的时候,应该添加一定的抗衡离子,比如NaCl到特定的离子强度,比如10mM,以消除调节pH的时候,添加的HCl或者NaOH对离子强度的影响。

考察了锰氧化物用量对反应速度的影响,很好理解,因为反应物多了,活性位点就多了。作者还将反应速率与底物的pKa值进行关联,试图说明酸性解离常数与反应速度之间的关系。

考察了反应物浓度对反应速率的影响,发现浓度增加4倍后,反应速率下降了10倍,作者认为反应速率下降的原因实际上是锰氧化物表面的活性位点被饱和所导致。

考察了pH对于反应活性的影响,因为pH会影响到特定的化合物的质子化状态,以及锰氧化物自身的离子化状态。同时,锰氧化物的氧化还原电势也会随着pH的增加而下降。

在考察金属离子对特定有机物氧化的影响的时候,引入抑制效应系数进行抑制程度的比较,发现金属离子对氧化反应的影响是pH依赖的。

氧化降解机制略