UV/Na₂CO₅降解水中咪唑类离子液体影响因素的研究

来源：水处理技术杂志2023年第7期北京时间：

作者：刘娇琴1,2, 曲瑞娟2,*, 王遵尧2, 晋日亚1, 乔怡娜1

单位：1.中北大学环境与安全工程学院,山西 太原 030051; 2.南京大学环境学院,污染控制与资源化研究国家重点实验室,江苏 南京 210093

摘要：采用UV/Na₂CO₅技术去除水中24种咪唑类离子液体,探究了过碳酸钠（Na₂CO₅）浓度、不同初始pH、无机离子种类、腐殖酸（HA）浓度和不同真实水体等对降解的影响,并通过自由基淬灭实验推断了反应体系中起作用的自由基。实验结果表明,24种咪唑类离子液体的光降解均符合假一级动力学,但光降解速率常数与其自身结构性质未呈现明显相关性。离子液体的光降解速率随着Na₂CO₅浓度的升高而增加,当Na₂CO₅与1-辛基-3甲基咪唑溴盐（IL-5）的摩尔浓度比为10：1时,IL-5在5 min之内几乎可以100%被降解。反应体系的pH对IL-5的降解有重要影响,当pH=8时,IL-5的降解速率常数最高,为0.011 4 s^-1。Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺和Cl^-对IL-5的光降解无影响,SO₄^2-有明显的促进作用,Cu²⁺、Fe³⁺和NH₄⁺则呈现出明显的抑制作用,NO₃^-和HCO₃^-轻微抑制IL-5的光降解。与1 mg/L HA相比,10 mg/L HA显著抑制IL-5的光降解,这可能是由于HA产生活性氧物种的促进作用低于吸光竞争的抑制作用造成的。IL-5在真实水体中的反应速率排序为超纯水>自来水>二沉池出水>九乡河水>好氧池出水。自由基淬灭实验结果表明,UV/Na₂CO₅反应体系中主要的活性自由基是羟基自由基（•OH）,并存在少量的单线态氧（¹O₂）和超氧自由基（•O₂^-）。

关键词：咪唑类离子液体,UV/Na2CO5,降解动力学,影响因素

基金资助：山西省基础研究计划自由探索类青年科学研究项目（20210302124335）; 山西省省筹资金资助回国留学人员科研项目（2022-152）; 南京大学污染控制与资源化研究国家重点实验室开放基金项目（PCRRF21024）