當高嶺土對上硝基芳香族化合物

硝基芳香族化合物是染料、醫藥、化工、農藥及有機合成等工業生產中的重要原料和中間體，屬於毒性大且威脅人體健康的一類化學物質。硝基苯酚類化合物性質穩定，難以被生物降解，被美國環保局列為“優先控製汙染物名單”。高嶺土的用途十分的廣泛，硝基苯酚上的硝基基團具有強烈的拉電子效應，使得苯環上的電子發生共軛效應，苯環的親電性增強，易於進攻酶和蛋白質中的羥基、氨基、巰基等帶孤對電子的基團，具有潛在的致癌、致畸和致突變性。隨著大量化工產品的製造和使用，硝基芳香族化合物通過多種途徑進入環境中，由於它的生物難降解性，造成在水體、大氣和土壤等介質中不斷積累。

孫克文等(2008)研究了高嶺土界麵亞鐵吸附與鄰硝基苯酚(2-nitrophenol，2-NP)還原轉化的交互作用。高嶺土加工設備是比較多且比較複雜的，考察了反應pH值、界麵吸附鐵密度、反應溫度對2-NP的還原動力學的影響。結果表明，吸附態Fe2+為2-NP還原轉化的關鍵物種，高嶺土界麵Fe2+吸附能明顯提高還原反應的反應速率。2-NP的還原轉化速率常數隨著反應pH值的升高、吸附鐵密度的增加、反應溫度的升高而增大，lnk與pH值、吸附鐵密度、1/T都具有明顯的線性關係。2-NP還原轉化的活化能為87.15kJ/mol，吸附反應的活化能為18.5kJ/mol。該研究可為土壤礦物界麵物理化學與氧化還原的交互反應過程研究提供借鑒。

通過對比不同反應條件下2-NP還原轉化的情況，孫克文等發現未添加Fe2+的反應不發生，說明Fe2+為2-NP還原轉化的關鍵物種;均相反應體係中，2-NP的還原轉化較為緩慢;添加高嶺土後，2-NP的還原轉化反應能較快地完成;同時，發現高嶺土界麵對2-NP的吸附作用很弱。以上結果說明，加入界麵物質能夠加速2-NP的還原反應。

2-NP在吸附鐵界麵的還原轉化過程是一個界麵交互反應。遊離的Fe2+與高嶺土表麵的活性基團結合形成吸附態的Fe物種，有效地降低了Fe物種的還原電位，提高Fe2+物種的反應活性。因此2-NP在Fe2+/高嶺土體係中的還原轉化速率大於均相體係中的反應速率。當溫度和Fe2+濃度一定時，pH值升高fe得溶液中OH-濃度增大，有利於降低高嶺土表麵的正電荷，增加負電荷密度，高嶺土表麵產生更多的羥基，有效地增加活性吸附位點，加快Fe2+的吸附，促進Fe2+和Fe(OH)+在高嶺土表麵的吸附和結合(LiFangstrongai等，2000)，有效地促進2-NP的還原速率。溫度和pH值一定時，Fe2+濃度增加使得單位活性位點接觸到的Fe2+數量增加，提高了界麵吸附鐵密度，促進2-NP的還原轉化。pH值和Fe2+濃度一定時，提高溫度，Fe2+的吸附速率加快，活性吸附Fe2+物種增加，加速了2-NP的還原。

-END-