腐殖酸分子中与多环芳烃作用的核心官能团研究

论文摘要

天然腐殖酸会对多环芳烃的分布、性质及环境生态效应产生重要影响,二者之间的作用引起普遍关注,但是天然腐殖酸结构的复杂性给研究带来了困难,也使得已有研究结果之间存在较大差异。本文以商品腐殖酸为研究对象,选取不同的离子交换树脂对腐殖酸的部分官能团进行富集,通过光谱分析方法考察了腐殖酸中芳香环含量和酸性基团含量与腐殖酸和多环芳烃作用强弱的相关性,并利用腐殖酸片段模型物质与多环芳烃蒽的作用解释了这种相关性的本质。论文发现,腐殖酸的芳环含量与多环芳烃的作用强弱之间存在较好的相关性,芳环可能是腐殖酸与多环芳烃之间发生作用的核心官能团。通过选择具有平面吸电子功能的含氮杂环物质胸腺嘧啶作为腐殖酸片段模型物质,考察了其与多环芳烃之间的作用,结果表明具有吸电子功能的胸腺嘧啶环和多环芳烃蒽的富电子及可极性化π体系之间发生了π-π电子供体受体作用,这可能是腐殖酸中芳环与多环芳烃之间的核心作用方式。论文还发现,腐殖酸与多环芳烃的结合强度随酸度的降低而减弱,表明腐殖酸的酸性基团参与了腐殖酸与多环芳烃之间的作用,但腐殖酸酸性基团——羧基羟基含量与腐殖酸和多环芳烃的作用之间没有明显的相关关系。结合已有的研究结果,认为腐殖酸的羧基和羟基对腐殖酸和多环芳烃的作用存在影响,但影响的方式复杂,与羧基和羟基官能团在腐殖酸中的具体位置有关,而与含量没有简单的相关性。论文结果说明,腐殖酸的芳环是腐殖酸与多环芳烃作用的核心官能团,两者的作用方式是π-π电子给体受体作用。这种π-π作用的强弱除了与供受体本身的结构有关之外,还与是否存在其他的能够影响供受体电子得失的基团及这些基团与苯环的相对位置有关。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.3 论文主要研究内容
• 2 腐殖酸与多环芳烃作用的研究进展
• 2.1 腐殖酸的环境特征
• 2.1.1 腐殖质的分布及化学结构
• 2.1.2 腐殖酸的物理化学特征
• 2.2 多环芳烃的毒性及其在水环境中的迁移转化
• 2.2.1 多环芳烃的毒性
• 2.2.2 多环芳烃在水环境中的迁移转化
• 2.3 腐殖酸对多环芳烃的状态和性质的影响
• 2.4 腐殖酸与多环芳烃相互作用的研究情况
• 2.5 课题的研究思路
• 3 实验方法
• 3.1 不同组分腐殖酸的获得
• 3.1.1 离子交换树脂的理论基础
• 3.1.2 离子交换树脂的选择依据
• 3.2 实验仪器与试剂
• 3.3 样品的准备
• 3.3.1 树脂的预处理
• 3.3.2 腐殖酸溶液的配制
• 3.3.3 吸附实验
• 3.3.4 洗脱实验
• 3.4 实验方法
• 3.4.1 总有机碳（TOC）的测定
• 254的测定'>3.4.2 UV₂₅₄的测定
• 3.4.3 电位滴定
• 3.4.4 荧光猝灭法测定结合常数
• 3.4.5 紫外差光谱法
• 3.4.6 红外光谱法（IR）
• 4 实验结果
• 4.1 不同组分腐殖酸结构表征
• 4.1.1 总有机碳的测定
• 4.1.2 腐殖酸芳香结构的测定
• 4.1.3 羧基等酸性基团的测定
• 4.2 不同组分腐殖酸与多环芳烃之间结合强度的测定结果
• 4.3 腐殖酸与多环芳烃结合强度与腐殖酸结构之间的相关性分析
• 254的关系'>4.3.1 腐殖酸与多环芳烃结合强度与UV₂₅₄的关系
• 4.3.2 腐殖酸与多环芳烃结合强度与酸性基团之间的关系
• 4.4 腐殖酸片段模型物质与多环芳烃的作用
• 4.4.1 胸腺嘧啶与多环芳烃的相互作用
• 4.4.2 酸性基团对腐殖酸与多环芳烃作用的影响
• 5 讨论
• 5.1 腐殖酸芳香结构的作用
• 5.2 腐殖酸中酸性基团的作用
• 6 结论
• 7 展望
• 致谢
• 参考文献