二氧化鈦納米顆粒存在下，聲納- fenton、光- fenton 和聲納-光- fenton 法降解海藻酸鈉的動力學(xué)研究
海藻酸鹽是一種從天然褐藻中提取的豐富多糖，由（1 - 4）連接的β - D - 甘露糖醛酸（M）和α - L - 古洛糖醛酸（G）組成。該共聚物由M（M - 塊）和G（G - 塊）殘基序列與MG序列（MG - 塊）交錯組成。共聚物的來源和種類在共聚物組成、序列和分子量方面有所不同。海藻酸鹽是一種無毒、可生物降解的碳水化合物聚合物，作為一種功能性生物聚合物，在從藥物到商品化學(xué)品等各種應(yīng)用中受到了相當(dāng)大的關(guān)注。這些功能取決于M/G的比例和海藻酸鹽的分子量。考慮到海藻酸鹽的重要性，學(xué)者們應(yīng)該開發(fā)一系列不同分子量的海藻酸鹽。
海藻酸鈉因其成膠和成膜特性以及膳食纖維功能而廣泛應(yīng)用于食品和制藥行業(yè)。海藻酸鈉低聚體組分具有生物活性功能，包括刺激雙歧桿菌和植物的生長以及預(yù)防高血壓。因此，低分子量低聚體被應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。
海藻酸鈉（NaAlg）可以通過不同的水解方法輕易降解，如酸水解、氧化降解、酶水解和輻射降解。聲光催化方法具有高效、能處理大量樣品、設(shè)備易得、無副產(chǎn)物等優(yōu)點。將超聲波（US）與紫外線照射相結(jié)合已被用于增強聚合物的整體降解。超聲波促進化學(xué)反應(yīng)的能力可歸因于聲空化?？栈a(chǎn)生振動波能量、空化界面處的剪切應(yīng)力以及局部高壓和高溫。這些因素主要導(dǎo)致聚合物的降解。空化熱解可能產(chǎn)生羥基自由基和氫原子，隨后形成過氧化氫，促進聚合物降解。
二氧化鈦納米顆粒因其有利的帶隙、大表面積和無毒性而成為有前途且研究深入的高效光催化劑。在超聲過程中，二氧化鈦顆粒可能通過為氣泡形成提供額外的核來增強降解。此外，已經(jīng)開發(fā)了一種有效的芬頓輔助二氧化鈦光催化復(fù)合工藝，并在降解染料廢水方面取得了相當(dāng)大的進展。芬頓氧化可以利用•OH自由基的高反應(yīng)性誘導(dǎo)氧化。在更先進的過程中，•OH自由基可以通過伽馬輻射、微波、脈沖電子束和高鐵酸鹽試劑產(chǎn)生。
近年來，許多研究小組研究了聲光催化降解各種有機物和染料的方法。研究人員還研究了該組合方法對水溶性聚合物降解的影響。Taghizadeh等人研究了二氧化鈦納米顆粒存在下殼聚糖聲光催化降解的動力學(xué)。到目前為止，關(guān)于NaAlg聲光催化降解的動力學(xué)模型鮮有報道。Yang等人首次研究了使用過氧化氫降解海藻酸鹽衍生的聚甘露糖醛酸塊，并通過凝膠色譜分離低聚甘露糖醛酸。
本工作旨在通過聲光催化輔助芬頓過程研究高分子量NaAlg的降解，并建立該反應(yīng)的動力學(xué)模型。該動力學(xué)模型可以為優(yōu)化處理條件提供基本視角和定量工具。我們采用初始反應(yīng)速率來計算速率方程并評估降解各個步驟中的速率系數(shù)。還評估了納米二氧化鈦濃度對光 - 芬頓和超聲 - 光 - 芬頓處理中NaAlg降解的影響。此外，研究并比較了不同降解過程的協(xié)同效應(yīng)與單獨效應(yīng)。
