利用同位素示踪法对有毒有机污染物降解机理的研究

高级氧化技术是近年来广受关注的一类高效绿色的消除环境中难降解有毒有机污染物的技术。目前对相关机理的研究已经进行的比较深入，但是当涉及到体系最本质的问题时国际学术界还是存在很大的争议。本项目将利用同位素标记示踪的方法及动力学同位素效应等实验手段，结合质谱及其色谱联用仪、原位红外光谱、激光拉曼光谱、电子顺磁共振等现代分析手段，对半导体光催化及金属络合物光催化氧化/还原降解有毒有机污染物过程中分子氧与水的作用及其元素归属、加羟基过程、脱羧过程、氢转移过程等几个本质的科学问题进行深入细致的研究，进一步理解光催化体系的机理细节，力争澄清该领域国际上的部分学术争议，为制备新型光催化剂和调控光催化反应提供理论依据。

围绕项目研究目标及研究计划，我们利用18O、13C和2H同位素标记示踪的方法及动力学同位素效应等实验手段，结合质谱及其色谱联用仪、原位红外光谱、电子顺磁共振等现代分析手段，对光催化降解有毒有机污染物过程中分子氧与水的作用及其元素归属、光催化过程的多电子转移过程、光催化加羟基及脱羧过程、晶面结构对TiO2光催化活化O2的影响等几个基础的科学问题进行了研究，取得了一定的进展。研究结果对进一步理解光催化的内在反应机制、澄清本领域国际上的学术争议以及为设计新型光催化剂、提高光催化效率等方面提供了重要的科学依据。