硝基芳香污染物的电还原行为研究

苟海艳

摘要：本文结合文献，综述了硝基芳香污染物的电还原方法，讲述了

其原理，并结合肉桂酸乙酯等的实验结果说明该方法的可靠性。对历年来的针对硝基苯的直接电还原方法进行综述。

关键字：电还原 芳香化合物 硝基苯 肉桂酸乙酯

肉桂腈 香豆素类化合物 直接电还原法

前言

芳香族硝基化合物包括硝基苯、硝基氯苯、硝基苯胺等，广泛用于医药、农药、染料、炸药及其他化工产品的生产。这类化合物的生产量日益增大，产生的废水量也相应增加。这类化合物具有毒性大、难降解的特点，它可以通过呼吸道吸入或皮肤吸收进入人体，导致神经系统症状、贫血和肝脏疾患；它若进入水体，则会造成水体污染。目前，国内外对芳香族硝基化合物废水的主要处理方法有物理、化学、生化、纳米技术等方法。其中物理方法包括混凝法、萃取法、吸附法（活性炭吸附法、炉渣吸附法、树脂吸附法、剩余活性污泥吸附法）；生化方法包括厌氧、好氧、静置生化法、两步法、新型微生物法等；化学方法主要有微电解法、Fention试剂氧化法、超临界空气氧化法、

臭氧氧化法等。本文主要介绍利用电化学还原处理芳香族硝基化合物的主要方法。

正文

微电解法，又称内电解法、铁还原法、铁炭法、零价铁法等。该

方法处理废水的原理是：利用微电解反应器中的填料产生的电场作用、铁还原作用、氢氧化物还原作用、铁离子络合作用和电子传递作用等来降解水中的污染物。于采宏等采用微电解法对东北某制药厂的氯霉素（硝基芳香化合物）废水进行了实验研究，两极电解加混凝的动态处理实验结果为：硝基芳香化合物的去除率为92.75％，COD去除率平均为45.94％，同时，废水可生化性得到很大的改善。

1.电化学还原反应的种类

根据电极表面发生的反应的类别，有机电化学反应主要可以分成两大类:阳极氧化反应和阴极还原反应。按照还原反应物的结构，具体可以分成下列各个反应：

1.1 卤代物的还原反应

卤代物RX的电还原通常经历两个单电子过程。第一步电子转移得到R自由基。其进一步得到一个电子生成碳负离子，然后得到氢生成烷烃。

1.2 芳环化合物的还原反应

在严格无水的体系中，多环芳香化合物在循环伏安图上呈现的是两个单电子可逆峰。而单环的芳香化合物的还原峰很负，通常在溶剂极限之外。经过电还原，芳香化合物可以得到相应的1，4-二氢化合物 。

1.3 含氮化合物的还原反应

1.4 烯烃、共扼烯烃的还原反应

独立的烯键不易还原，而当其与吸电子的二体系共扼时，烯键上

的电子云密度较低，比较容易得到一个电子而先还原成阴离子自由基，然后发生自由基的二聚反应或与其他试剂发生亲核加成反应，或者在更负的电位处再得到一个电子生成饱和化合物。

1.5 羧基化合物及其衍生物的还原反应

羧基化合物电还原的第一步是在LIJMO的羧基上加一个电子，形成阴离子自由基，其中未配对的电子离域在二体系上。对于不共轭的脂肪醛和酮，LUMO有很高的能量，只有在很负的电位处才能加入电子。通过电还原，所偶基化合物可以制得相应的羟基衍生物。

2.电化学还原的应用 2.1 在肉桂酸乙酯中的应用 2.1.1 肉桂酸乙酯的电还原行为

首先，应用循环伏安法研究肉桂酸乙酯在MeCN溶液中的电化