电化学氧化PPT汇报

结果与分析
右图显示了五种 化合物的COD降 解。结果表明 COD的降解遵从 于伪一级动力学， 五种NHCs化合 物在BDD阳极上 的电化学氧化是 质量传递控制的。
结果与分析 下图描述了在BDD阳极上的平均电流效率和 电解时间的关系。
结果显示：ID的电流效 率最高，QL最低。普遍 来说，电流效率在10% 和40%上变动。
三、方法及步骤 NHCs浓度由 安捷伦DAD检测器测定，注射5 毫升样品，在未被稀释时检测样品。用UV检 测器检测出ID波长是287nm,QL是284nm， IQL是259nm，BT是276nm，BM是268nm。 用气相色谱法和光谱法确定中间体的存在,用 GC-MS分析中间体。 用半经验方法计算离域能与原子电荷。 由实验得来降解速率。 back
五种NHCs电化学行为的测定
一 、电极材料的选取
电极在电化学氧化中起着决定性的作用，所以，电极 材料的选取变得至关重要。 在过去几年，相继出现Pt,IrO2,SnO2,PbO2以及BDD 电极。但BDD电极表现出较其它电极更好的特点，如防腐性、 在惰性表面不易吸附等性能，使其处理水污染和将难熔物从 水中移除方面有着重要的优势，故选取BDD作为本实验的电 极材料。
结果与分析
半经验法计算得来的离域能：
结果与分析
下图显示了底物浓度与电解时间的关系，在5小时的氧化结束后，ID、 QL和IQL都完全转化了，同时28%的BT和41%的BM还保留着。五种 NHCs化合物的降解可以被观测到有以下的顺序：
ID QL IQL BM BT
它们不同的电 化学行为可以 归结于不同的 分子结构，尤 其是不同的原 子电荷。
结果与分析 下图显示了五种化合物中的活性位点。
对于ID，方环上的活性位点是C8 和C9；对于QL，C5点是碳原子 电荷最大的点，而C7，C8，C9 和C10是羟基自由基的活性位点 ；对于QL的同分异构体IQL，C6 点是带电荷最大的原子，而C7和 C9被认定为活性位点。BT中带 电荷最大的点C4和C5被空间位 阻影响，所以N8和C1被确认为 羟基自由基的活性位点。对于 BM，C8被确认为活性位点。
结果与分析
对于BT，带电荷最大的C4和C5原子被空间位阻影响不能和 羟基自由基反应。因此，N8原子有着大量的电子且没有空间 位阻的印象，而被认定为活性位点。在N8点检测到一些由三 唑开环形成的中间体。在羟基自由基的攻击下，N8点从三唑 环释放出来。同时，其余的两个氮原子转变为氨基或消极， 然后，氨基被氧化为硝基。最终，硝基从方环中释放，羟基 被加到方环中，这与之前的文献报道相一致。 对于BM，C8原子带有大量的电子且没有空间位阻的影响，所 以被认定为活性位点，由于咪唑环的分裂得到的中间产物在 C8点被检测到，这个结论与之前的报道相符合。
结果与分析
结论
NHCs在BDD阳极上的电化学氧化实验研究显示ID、QL、 IQL在5小时内能被有效的降解，而28%的BT和41%的BM仍 被留在电解液中。所有NHCs的降解都与准一级动力学相符 ID QL IQL BT BM 合，且他们的氧化速率有着下列顺序： 。在离域 能和降解速率之间有一个不断上升的线性关系，关联系数为 0.971，这个数字能被观测到，且能进一步确认NHCs的主要 的电化学氧化机理是在BDD阳极上产生羟基自由基的亲电子 攻击。在羟基自由的电场的影响下，电子通过NHCs的共轭 体系重新分配，且在活性位点上积累。电子的积累量依赖于 离域能的大小，所以降解速率随着离域能的增加而增加。原 子电荷计算和活性位点认定为原子带大量电子且空间位阻小。 通过GC-MS做中间体分析显示原子主要由羟基自由基引发， 且和计算结果一致。
降解率的影响因素
分子结构 原子电荷 最高占据分子轨道 离域能 分子结构
二、实验前的准备
ID,QL,IQL和BT都是分析标准材料。所有其他的试剂都是分 析标准，且使用后不需要再净化。溶液时用去离子水制作的。 BDD电极式从德国CONDIAS GmbH 公司买的。 在实验开始前，用超声波照射BDD阳极5分钟来移走污染物， 然后用去离子水洗净；阴极打磨光滑，然后用去离子水洗净。 恒电流下，在一个400毫升的烧杯中的单隔室电极中进行反 应。BDD阳极表面积为4平方厘米，两电极相隔10毫米。在 溶液中，NHCs浓度为1mM，用0.2M的硫酸钠作辅助电极。
氮杂环化合物在掺硼金刚石电 极上的电化学氧化
汇报人：xxx
目录：
氮杂环化合物简介 五种化合物电化学行为的测定 测定结果与分析 结论
氮杂环化合物简介
氮杂环化合物（NHCs）多为有毒的、难降解的 污染物，且在环境中污染范围广。同时，氮杂环化合物 在药物、化妆品、杀虫剂、农药、染剂、防腐剂等方面。 因为有N原子的存在，NHCs表现出比非非环状类 似物更高的极性。有几个NHCs已被报道出即使在很低 的浓度，也显示有毒性、易诱变、可致癌的性质。这些 化合物对人类及水下生物存在巨大的威胁。
结果与分析
为了证实计算结果，用GC-MS对中间体分析，结果显示就ID 而言，羟基化出现在他C8点，通过计算，C8点是带电荷最 大的点。然后，羟基自由基的亲电取代反应随后发生在C9点。 降解的后期，吡咯环分裂，同时形成一些羧酸。 就QL而言，几种初级降解产物和QL的羟基化一致，如5-羟 基喹啉、6-羟基喹啉和10-羟基喹啉。5-羟基喹啉比起其他同 分异构体，能到达最高的浓度，这个结果与计算结果一致， 也就是说C5是带电荷最大的原子。 就IQL，通过计算得到C6是带电荷最大的原子，但是6-羟基 喹啉未能从水溶液中用二氯甲烷萃取出来。尽管如此，通过 方环的分裂形成的一个重要的中间体还是在C6点被检测到了。 这个结果与计算结果相一致，这表明C6点被羟基自由基攻击。
本实验中的五种NHCs
QL
异 喹 啉 IQL
H N N N
N
N H
苯 并 三 唑 BT
苯 并 咪 唑 BM
鉴于NHCs对环境污染的严重程度，目前，已 研究出多种行之有效的氧化过程对水污染进 行高效的、经济的治理，其中有Fenton氧化、 接触氧化、电化学氧化等。 电化学氧化是最希望的氧化过程，电化学氧 化对化学试剂需求量小，反应速度快，且很 少产生二次污染物。 back
结果与分析
下图底物和COD降解速率的差值表明在电解液过 程中有中间体产生。
结果与分析
下图显示了降解速率和离域能间的关系，它们之间 存在一个线性关系，关联系数为0.971。
降解速率随着 离域能的增加 而增加。 反应速率依赖 于活性位点的 电荷量，电荷 量的积累依赖 于离域能。
结果与分析
通过对原子电荷的计算，得出以下结果：