水中典型光敏剂引发金雀异黄酮三线态敏化光降解机理

杨晨, 张思玉, 雷蕾, 韩雅琦, 孔宇, 张雪娇, 赵青, 李海波, 李英华. 水中典型光敏剂引发金雀异黄酮三线态敏化光降解机理[J]. 生态毒理学报, 2019, 14(4): 113-120. doi: 10.7524/AJE.1673-5897.20190621002
引用本文: 杨晨, 张思玉, 雷蕾, 韩雅琦, 孔宇, 张雪娇, 赵青, 李海波, 李英华. 水中典型光敏剂引发金雀异黄酮三线态敏化光降解机理[J]. 生态毒理学报, 2019, 14(4): 113-120. doi: 10.7524/AJE.1673-5897.20190621002
Yang Chen, Zhang Siyu, Lei Lei, Han Yaqi, Kong Yu, Zhang Xuejiao, Zhao Qing, Li Haibo, Li Yinghua. Triplet-sensitized Photodegradation Mechanism of Genistein Induced by Typical Photosensitizers in Water[J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2019, 14(4): 113-120. doi: 10.7524/AJE.1673-5897.20190621002
Citation: Yang Chen, Zhang Siyu, Lei Lei, Han Yaqi, Kong Yu, Zhang Xuejiao, Zhao Qing, Li Haibo, Li Yinghua. Triplet-sensitized Photodegradation Mechanism of Genistein Induced by Typical Photosensitizers in Water[J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2019, 14(4): 113-120. doi: 10.7524/AJE.1673-5897.20190621002

水中典型光敏剂引发金雀异黄酮三线态敏化光降解机理

    作者简介: 杨晨(1994-),男,硕士研究生,研究方向为污染物环境光化学过程机理,E-mail:xigongyangchen@163.com
    通讯作者: 李英华, E-mail: liyinghua@mail.neu.edu.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21607165,41603120,41703107,418773891,41571455,51578115);“十三五”国家重点研发计划(2016YFD0800305);沈阳市中青年科技创新人才团队支持计划(RC170020);中国科学院青年创新促进会项目(2017242)

  • 中图分类号: X171.5

Triplet-sensitized Photodegradation Mechanism of Genistein Induced by Typical Photosensitizers in Water

    Corresponding author: Li Yinghua, liyinghua@mail.neu.edu.cn
  • Fund Project:
  • 摘要: 金雀异黄酮(genistein, Gs)在水体中频繁检出,其环境行为备受关注。为深入探讨水中溶解性有机质(DOM)激发三线态敏化Gs间接光降解的机理,以3-甲氧基苯乙酮(3-MAP)、亚甲基蓝(MB)、2-萘乙酮(2-AN)和2-苯甲酮(BP)模拟DOM引发三线态光敏化反应,阐明Gs发生间接光降解活性与敏化剂性质、pH值的关系。通过光化学实验结合密度泛函理论计算发现,激发态能量高的BP或3-MAP对Gs的敏化效率低,二者虽可与Gs发生能量或电子转移敏化,但对λ>290 nm的模拟太阳光吸收少,因此激发态产率低;激发态能量低的MB或2-AN对Gs的敏化效率高,且随pH升高而增强,因二者能吸收较多的模拟太阳光,激发态产率高。以MB为例,发现Gs分子形态几乎不能被光敏化降解(pH ≤ 5);Gs由一价阴离子逐渐解离成二、三价阴离子,kin增大102倍(pH 6~12),说明Gs不同解离形态的敏化光降解活性具有显著差异。因Gs阴离子更易发生敏化光降解,因此带正电荷的MB分子比中性分子态的2-AN更易与Gs阴离子结合,表现出更高的敏化能力,相同pH (9或12)条件下,敏化光降解速率相差25~47倍。敏化剂三线态性质及pH值对Gs光敏化降解的影响机理,对于深入认识化学组成复杂的环境DOM的光化学活性具有重要意义。
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-06-21

水中典型光敏剂引发金雀异黄酮三线态敏化光降解机理

    通讯作者: 李英华, E-mail: liyinghua@mail.neu.edu.cn
    作者简介: 杨晨(1994-),男,硕士研究生,研究方向为污染物环境光化学过程机理,E-mail:xigongyangchen@163.com
  • 1. 东北大学资源与土木工程学院, 沈阳 110004;
  • 2. 中国科学院沈阳应用生态研究所, 沈阳 110016;
  • 3. 中国科学院大学, 北京 100049
基金项目:

国家自然科学基金(21607165,41603120,41703107,418773891,41571455,51578115);“十三五”国家重点研发计划(2016YFD0800305);沈阳市中青年科技创新人才团队支持计划(RC170020);中国科学院青年创新促进会项目(2017242)

摘要: 金雀异黄酮(genistein, Gs)在水体中频繁检出,其环境行为备受关注。为深入探讨水中溶解性有机质(DOM)激发三线态敏化Gs间接光降解的机理,以3-甲氧基苯乙酮(3-MAP)、亚甲基蓝(MB)、2-萘乙酮(2-AN)和2-苯甲酮(BP)模拟DOM引发三线态光敏化反应,阐明Gs发生间接光降解活性与敏化剂性质、pH值的关系。通过光化学实验结合密度泛函理论计算发现,激发态能量高的BP或3-MAP对Gs的敏化效率低,二者虽可与Gs发生能量或电子转移敏化,但对λ>290 nm的模拟太阳光吸收少,因此激发态产率低;激发态能量低的MB或2-AN对Gs的敏化效率高,且随pH升高而增强,因二者能吸收较多的模拟太阳光,激发态产率高。以MB为例,发现Gs分子形态几乎不能被光敏化降解(pH ≤ 5);Gs由一价阴离子逐渐解离成二、三价阴离子,kin增大102倍(pH 6~12),说明Gs不同解离形态的敏化光降解活性具有显著差异。因Gs阴离子更易发生敏化光降解,因此带正电荷的MB分子比中性分子态的2-AN更易与Gs阴离子结合,表现出更高的敏化能力,相同pH (9或12)条件下,敏化光降解速率相差25~47倍。敏化剂三线态性质及pH值对Gs光敏化降解的影响机理,对于深入认识化学组成复杂的环境DOM的光化学活性具有重要意义。

English Abstract

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