纳米粒子催化降解环境有机氯代物的化学发光行为及其机制研究

有机氯代物是一类难降解的有机污染物，超痕量暴露剂量就可导致生物毒性效应。针对这类污染物降解处理研究最活跃的技术是光催化氧化技术，半导体催化剂的合成以及催化降解污染物过程中活性氧的类型和作用机理是研究的热点和难点。基于此，本项目拟合成不同金属、非金属氧化物掺杂半导体复合纳米粒子，将其进行筛选后参与氧化还原反应，利用环境友好的氧化剂，在中性温和条件下产生不同种类的活性氧自由基对其进行降解。在此过程中，加入发光探针试剂产生化学发光；探讨有机氯代物降解过程中化学发光产生的条件和反应动力学，探索发光过程中发生的电子得失、能量转移以及发光中间体的物种，利用化学发光光谱、荧光光谱、X-射线衍射光谱、电子自旋共振光谱和高效液相色谱-质谱联用等技术鉴定反应过程的中间产物和最终产物，揭示纳米粒子参与的化学发光反应激发态发光物种，诠释发光机理，探讨有机污染物降解过程的特点和规律，为开发绿色高效的降解体系指明方向

目前，针对环境污染物降解处理研究最活跃的领域是光催化氧化降解技术，其中，半导体光催化剂在光催化过程中，其界面产生的活性氧类型及其作用机理一直是研究的热点和难点。针对活性氧测定较理想方法是EPR技术，但其需要离线分析，不能实时反映光催化剂表面活性氧的浓度变化。基于此，本项目发展了高灵敏度、快速的化学发光方法，对半导体光催化剂界面产生的活性氧类型及浓度变化进行了实时动态测定，具体采用内置及外置性光降解化学反应器，搭建了在光催化降解有机污染物过程中，半导体光催化剂界面产生活性氧自由基检测的流动注射化学发光检测装置；在此基础上，选择了高灵敏度鲁米诺化学发光探针和选择性较强的甲壳虫荧光素化学发光探针、邻苯二甲酰肼化学发光探针等，实现了纳米催化降解环境污染物过程中颗粒表面生成的活性氧自由基的动态实时检测；采用建立的方法，对不同种类、不同晶型的TiO2在光催化过程中产生的活性氧自由基（超氧阴离子、羟基自由基）进行了定性和定量研究，为高催化效率半导体光催化剂进行快速、高效的筛选打下了坚实的基础。通过本课题的资助，共发表SCI研究论8篇，参加了2次学术会议，培养硕士研究生2名。