低功率超声增强碘帕醇氯氧化的效果和路径

摘要

研究了低功率超声(US,<38 W)对NaClO氧化非离子型碘代X射线造影剂—碘帕醇(IPM)的增强作用及机理,考察了NaClO添加浓度和超声功率的影响,分析并计算了体系中的主要活性物种及其贡献.采用高效液相色谱/串联质谱(HPLC/MS/MS)对降解产物进行分析,推测IPM的降解路径.结果表明,低功率US显著增强了NaClO对IPM的氧化效果,在25°C,pH=5.8,NaClO浓度为0.12 mmol/L条件下,10 mg/L IPM在60 min的降解率达到85.8％.其中NaClO氧化、HO·和活性氯自由基(RCSs)是US/NaClO增强IPM降解的主要原因,自由基分析计算它们的贡献率分别为15.82％,4.65％和79.53％.NaClO浓度在0～0.24 mmol/L范围内,IPM的降解率随NaClO浓度升高而增加,60 min后降解率由4.75％增加到91.12％;超声功率为28.5 W,降解率达到最高.在15～45°C温度范围内,IPM的降解过程符合表观一级反应动力学,反应活化能(Ea)为59.03 kJ/mol.HPLC/MS/MS共检测出5种中间产物,结合密度泛函理论(DFT)计算结果,初步推测了IPM在US/NaClO体系中的降解途径和机理.