Zhu, Yongchao, Zhu, Mengyu, Xie, Jingjing, Hu, Yadong, Liu, Ying, and Zhu, Chengzhu
The photochemical reaction kinetics and mechanism of bisphenol A (BPA) with potassium persulfate ([K.sub.2][S.sub.2][O.sub.8]) were investigated by using 266 nm laser flash photolysis and gas chromatography mass spectrum (GC-MS) technique. Sulfate radical (SO4*~), generated upon K2S2O8 photolysis, reacted with BPA with the overall rate constant of (1.61 6 0.15) x [10.sup.9] L [mol.sup.-1] [s.sup.-1], and two main reaction mechanisms were involved. One was addition channel to generate BPA-[SO.sub.4]*~ adduct with a specific second-order rate constant of (1.09 6 0.15) x [10.sup.9] L [mol.sup.-1] [s.sup.-1]. Molecular oxygen was involved in the decay of the BPA-SO4*~ adduct with a rate constant of (1.28 6 0.14) x [10.sup.8] L [mol.sup.-1] [s.sup.-1]. Another channel was the formation of BPA's phenoxyl radical, likely derived from a deprotonation of the cation radical ([BPA*.sup.+]) generated from single electron transfer reactions. The specific rate constant of BPA's phenoxyl radical formation was determined to be (6.16 6 0.08) x [10.sup.8] L [mol.sup.-1] [s.sup.-1]. The overall rate constant was in line with the sum of aforementioned two specific rate constants for two main reaction channels. By comparing these rate constants, it was indicated that [SO.sub.4]*~ addition channel accounted for ~65% (1.09/1.61) to the overall reaction, and phenoxyl radical formation accounted for only ~35% (0.62/1.61). The transformation products of BPA were identified by using GC-MS including 4-isopropylphenol, 4-isopropenylphenol, and 2,4-di-tert-butylphenol, and the reaction mechanism was proposed. These results may provide microscopic kinetics and mechanism information on BPA degradation using [SO.sub.4]*~-based advanced oxidation processes. Key words: bisphenol A (BPA), sulfate radical (SO4*~), transient kinetics, mechanism, laser flash photolysis. Nous avons etudie la cinetique et le mecanisme de la reaction photochimique du bisphenol A (BPA) avec le persulfate de potassium ([K.sub.2]S2[O.sub.8]) en utilisant la technique de photolyse eclair au laser, a une longueur d'onde de 266 nm, et de chromatographie en phase gazeuse couplee a la spectrometrie de masse (GC-MS). Le radical sulfate ([SO.sub.4]*~) genere par photolyse du K2S2O8 reagit avec le BPA avec une constante de vitesse globale de (1,61 6 0,15) x [10.sup.9] L [mol.sup.-1] [s.sup.-1], faisant intervenir deux mecanismes de reaction principaux. L'un procede par une addition pour generer un adduit BPA-[SO.sub.4]*~ avec une constante de vitesse specifique de second ordre de (1,09 6 0,15) x [10.sup.9] L [mol.sup.-1] [s.sup.-1]. L'oxygene moleculaire intervient dans la degradation de l'adduit BPA-[SO.sub.4]*~, qui se produit avec une constante de vitesse de (1,28 6 0,14) x [10.sup.8] L [mol.sup.-1] [s.sup.-1]. L'autre mecanisme procede par la formation du radical phenoxyle du BPA, qui derive probablement de la deprotonation du radical cationique ([BPA*.sup.+]) genere par des reactions de transfert d'un electron. Nous avons determine que la constante de vitesse specifique de formation du radical phenoxyle du BPA etait de (6,16 6 0,08) x [10.sup.8] L [mol.sup.-1] [s.sup.-1]. La constante de vitesse globale concordait avec la somme des deux constantes de vitesse specifiques mentionnees ci-dessus pour les deux mecanismes de reaction principaux. En comparant ces constantes de vitesse, nous avons deduit que la voie d'addition du [SO.sub.4]*~ representait environ 65 % (1,09/1,61) de la reaction globale, tandis que la formation du radical phenoxyle ne representait qu'environ 35 % (0,62/1,61). Nous avons identifie les produits de transformation du BPA par GC-MS, notamment le 4-isopropylphenol, le 4-isopropenylphenol et le 2,4-di-tert-butylphenol, et nous avons propose un mecanisme de reaction. Ces resultats pourraient fournir des donnees sur la cinetique microscopique et le mecanisme de la degradation du BPA par des processus d'oxydation avances par le [SO.sub.4]*-. Mots-cles: bisphenol A (BPA), radical sulfate ([SO.sub.4]*~), cinetique transitoire, mecanisme, photolyse eclair au laser., Introduction Bisphenol A (BPA) is proverbially used in the industrial production of coatings, plastics, and epoxy resins. (1,2) It has been detected in numerous water bodies, with concentrations of 0.1-12 [...]