【摘要】：酚類化合物是一類重要的化工、醫(yī)藥中間體,在很多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用,導(dǎo)致工業(yè)廢水中含有許多酚類物質(zhì),對環(huán)境和人體造成不可逆的危害。因此,水中酚類化合物的檢測引起了人們的關(guān)注。對氨基苯酚鹽酸鹽(PAH)與對苯二酚(HQ)的分子結(jié)構(gòu)相對簡單,且都有電化學(xué)活性,因此可用電化學(xué)方法來進(jìn)行檢測,而它們與檢測過程中所用溶劑或其他物質(zhì)不可避免的會發(fā)生相互作用。離子液體是一種新型的優(yōu)良溶劑,具有獨特的物化性質(zhì),在催化、萃取、分離、吸附及電化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。離子液體常被用于制作各種修飾電極或電化學(xué)傳感器來檢測水中PAH(HQ)的含量;同時在這兩種酚類物質(zhì)的其他研究中(如吸附、萃取、分離領(lǐng)域等),離子液體也可作為傳統(tǒng)有機溶劑的替代品。離子液體與上述兩種酚類物質(zhì)間能夠發(fā)生相互作用是其得以應(yīng)用的基礎(chǔ),同時,相互作用的存在還會影響離子液體及酚類物質(zhì)的性能。因此,研究離子液體與PAH、HQ在水溶液中的相互作用,不僅可為水中酚類化合物的檢測、萃取、吸附提供一定的幫助,還可基于溶劑-溶質(zhì)作用,提升離子液體的萃取性能。本文中,對于三個混合體系(PAH-水、PAH-咪唑類離子液體-水、HQ-咪唑類離子液體-水)的相互作用進(jìn)行了詳細(xì)研究。具體的研究內(nèi)容如下:1、使用紫外-可見吸收光譜、循環(huán)伏安法及核磁共振氫譜,探討了PAH-H_2O混合體系的相互作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn):在該體系中,PAH中的-OH、-NH_3~+與水分子間存在氫鍵,導(dǎo)致PAH的電化學(xué)氧化反應(yīng)難以進(jìn)行;且PAH的紫外吸收光譜發(fā)生藍(lán)移。密度泛函理論、原子中的分子理論和自然鍵軌道分析結(jié)果也表明該體系中存在氫鍵作用,與實驗結(jié)果一致。此外,核磁共振結(jié)果還表明:在PAH濃度較大時,體系中還存在PAH苯環(huán)之間的π-π堆積作用。2、使用核磁共振氫譜、循環(huán)伏安法,研究了PAH-咪唑類離子液體-水混合體系的相互作用。實驗結(jié)果表明:PAH與離子液體存在π-π堆積作用,該作用的存在提高了PAH中苯環(huán)上羥基的電化學(xué)活性,使其更易被氧化。此外,離子液體陰、陽離子的結(jié)構(gòu)也會影響PAH與離子液體的相互作用。3、基于HQ與水的相互作用研究,使用核磁共振氫譜、循環(huán)伏安法,研究了HQ-咪唑類離子液體-水混合體系的相互作用。根據(jù)循環(huán)伏安結(jié)果和核磁共振氫譜,發(fā)現(xiàn)若離子液體濃度大于HQ濃度,二者之間的作用類型以π-π堆積為主;若離子液體濃度小于HQ濃度,二者之間的作用類型以氫鍵為主。量子化學(xué)計算也進(jìn)一步證實了該混合體系中存在氫鍵和π-π堆積兩種作用方式。此外,離子液體中陰、陽離子的結(jié)構(gòu)對二者的相互作用也有不同程度的影響。
【圖文】：

我國工業(yè)發(fā)展勢頭強勁，取得了令人矚目的成就，但隨之也出現(xiàn)了前，空氣、土壤、水源等均受到不同程度的污染。尤其是水源，污染水（含有農(nóng)藥、重金屬離子及酚類物質(zhì)）的大量排放，其中，酚類化污染源[1]。酚類化合物是一類重要的有機中間體，在醫(yī)藥、涂料、橡冶煉等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，導(dǎo)致大量的酚類物質(zhì)被排放到水中[2]。水資源存的基礎(chǔ)，而含酚廢水的大量排放，會引起水體的污染，嚴(yán)重危害生，甚至有致癌、致畸與致基因突變的風(fēng)險[3]。研究表明：動物體攝取致死亡[4,5]。因此，對水體中酚類物質(zhì)的檢測、轉(zhuǎn)化、降解等研究的重文以結(jié)構(gòu)較為簡單的對氨基苯酚鹽酸鹽和對苯二酚為主體，研究其與體的相互作用，可以為水中復(fù)雜酚類化合物的檢測、去除等提供理論對氨基苯酚/對苯二酚/離子液體簡介

反應(yīng)受到了抑制。根據(jù) CV 和紫外-可見吸收光譜的結(jié)果，結(jié)合 PAH 的分子結(jié)學(xué)機理，我們認(rèn)為：PAH 中的-OH 和-NH3+的氫原子與 H2O 的氧原子之間形成氫鍵的形成有效地保護(hù)了-OH 和-NH3+，使它們難以提供質(zhì)子，即 PAH 難以發(fā)氧化和還原。2.2.3 量子化學(xué)計算眾所周知，在水溶液中，PAH 以 PAH+和 Cl-的形式存在。為了驗證 PAH 和 H鍵的形成，在氣相計算的基礎(chǔ)上，我們對 PAH+和 Cl-分別與 H2O 的作用進(jìn)行了溶液）的 DFT 計算，所得到的 PAH+-H2O，Cl--H2O 穩(wěn)定復(fù)合物構(gòu)型如圖 2-3-H2O 復(fù)合物的相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)見表 2-1。通常，H 和 O 的的距離小于二者的范德華原子半徑之和（2.72 ），并且 O的夾角大于 90°，認(rèn)為 H 和 O 之間存在氫鍵。同理，對于 H 和 F 原子，，二者于 2.67 ，也可認(rèn)為二者之間存在氫鍵[24]。
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X703;O657

【參考文獻(xiàn)】

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1 郝玉翠;;對苯二酚在納米鉑/多壁碳納米管修飾玻碳電極上的電化學(xué)行為及測定[J];理化檢驗(化學(xué)分冊);2015年08期

2 陳碧;;離子液體用于含酚廢水處理的研究[J];化工新型材料;2015年06期

3 吳雅睿;;離子液體[Omim]PF_6的合成及其深度處理焦化含酚廢水的研究[J];化工新型材料;2014年06期

4 匡云飛;鄒建陵;周昕;李薇;許金生;馮泳蘭;楊穎群;李玉明;;鄰對苯二酚在石墨烯-聚噻吩復(fù)合膜修飾電極上的電化學(xué)行為及測定[J];化學(xué)試劑;2013年09期

5 張文慧;姜廷福;呂志華;王遠(yuǎn)紅;;基于離子液體的單滴微萃取-毛細(xì)管電泳在線聯(lián)用測定水體中3種溴酚類化合物[J];色譜;2013年07期

6 付宏權(quán);劉培元;陳盈;林金清;;離子液體[Bmim]PF_6萃取處理硝基酚廢水[J];華僑大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年03期

7 李建發(fā);全志利;藍(lán)丹;孫有光;;核磁共振氫譜定量分析橙皮苷含量[J];實驗室研究與探索;2012年06期

8 劉維偉;胡松;陳文;向軍;孫路石;蘇勝;;功能型離子液體的合成表征及CO_2吸收性能[J];化工學(xué)報;2012年01期

9 劉志敏;王珍玲;李志華;;對氨基苯酚在石墨烯-離子液體復(fù)合物修飾電極上的電化學(xué)行為研究[J];分析測試學(xué)報;2011年11期

10 王良;朱紅;孫艷濤;徐英杰;王慶偉;閆永勝;;[Bmim]BF_4-NaH_2PO_4雙水相萃取-高效液相色譜法測定水中痕量氯酚類內(nèi)分泌干擾物[J];分析化學(xué);2011年05期

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1 李明芳;李宏旭;趙國華;;對苯二酚污染物與半胱氨酸相互作用的分子機理研究[A];第二屆全國環(huán)境化學(xué)學(xué)術(shù)報告會論文集[C];2004年

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2 宣江華;高級氧化法結(jié)合NiO/AC催化氧化酚類污染物[D];河北師范大學(xué);2016年

3 王晶晶;酚類化合物氧化還原機理的研究[D];安徽大學(xué);2013年

4 庚瓊;幾種化學(xué)修飾碳離子液體電極的構(gòu)建及應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2011年

5 龔偉;離子液體表面活性劑C_nmimBr與陰離子表面活性劑SDS復(fù)配體系的特性及其與α-生育酚的相互作用[D];揚州大學(xué);2010年

6 孫卉;喹吖啶酮衍生物分子間π-π相互作用的核磁共振研究[D];吉林大學(xué);2005年

本文編號：2708912