碳纳米颗粒产生含氧自由基及降解有机污染物的机制研究

项目名称： 碳纳米颗粒产生含氧自由基及降解有机污染物的机制研究

项目编号： No.21307060

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 环境科学、安全科学

项目作者： 李尧

作者单位： 南开大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 随着大量碳纳米材料的生产和使用，其潜在的环境风险受到广泛关注。碳纳米材料具有独特的光敏特性，能够在光照条件下产生含氧自由基，并降解环境中的有机污染物。由于碳纳米材料产生自由基的机制比较复杂，影响因素较多，目前相关研究尚不多见。另外，碳纳米材料独特的吸附性能能够富集环境中的有机污染物并增强自由基对污染物的分解作用，所以自由基反应很可能是碳纳米材料影响污染物环境行为的最主要机制之一。本项目拟以碳纳米材料产生含氧自由基的机理、路径以及降解有机污染物的作用机制为主线，以碳纳米材料-含氧自由基-有机污染物作为整体研究对象，综合考虑表面官能团特性、水化学条件及光照条件的影响，系统研究不同环境条件下，不同类型和表面化学特性的碳纳米材料产生含氧自由基的种类，浓度，以及对有机污染物降解反应的影响，并剖析其内在机理。为理解碳纳米材料的环境效应，发展基于碳纳米材料在水处理方面的相关应用提供理论基础和技术支持。

中文关键词： 碳纳米材料；含氧自由基；物理化学变化；污染物；

英文摘要： With the increasing production and application of carbon nanomaterials（CNMs）, the potential ecological risks of CNMs have received much attention. CNMs has unique photochemical properties, which can produce the reactive oxygen species (ROS) under UV/vis light, and may decompose the organic contaminants. However, as the mechanisms which CNMs produce the ROS are very complicant, and may be influenced by many factors, the relative study is rarely to see and exact mechanisms are not well understood.Furthermore, because of the relatively high adsorption ability of CNMs, the organic pollutants may easily to be adsorbed on the surface of CNMs, which may enhance the degradation reactions by ROS. Accordingly, ROS recation may be one of the most important degradation reactions of pollutants by CNMs. The theme of the proposed study is the mechanisms controlling the effects of typical CNMs on the production of ROS and degradation of typical organic contaminants in aquatic environments. Specifically, we will focus on the complex system of CNMs, ROS,organic contaminants, and consider the effects of fuctional groups on CNMs, water chemistry, UV/vis light conditions. Try to understand the intrinsic mechanism of types and concentrations of ROS produced by CNMs, and the impact of the degradation reactions of organic contaminants.

英文关键词： nanomaterials；reactive oxygen species；physicochemcial change；pollutants；