一種太陽光照射下海水催化降解氯酚類汙染物的方法
2023-10-18 00:20:49 1
專利名稱：：一種太陽光照射下海水催化降解氯酚類汙染物的方法
技術領域：
：本發明涉及氯酚汙染物的光降解去除方法，具體地說是一種太陽照射下海水催化降解氯酚類汙染物的方法。
背景技術：
：自20世紀30年代以來，氯酚類化合物(CPs)被廣泛用作木材防腐劑、防鏽劑、殺菌劑和除草劑等，並且在紙槳漂白工藝中也會產生大量的氯酚類的廢水，在亞洲、非洲和南美洲l還用於血吸蟲病的防治，因此在許多工業化國家CPs的生產規模非常龐大。同時，2-氯酚、2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚都是毒粗艮高的物質，被美國EPA列入優先控制汙染物的黑名單。氯酚類化合物的大量{頓，使得大量的CPs汙染物進入了環境，給自然環境造成很大的危害。因此，清除環境中的該類化合物是人類面臨的一大挑戰。目前處理含氯酚類廢水的方溜艮多，常用的方法為生物降解法、吸附法、萃取法、液膜分離法。但生物法需要的時間特別長，並JJ(寸於高濃度氯酚廢水的處理不適用。此外，生物降解氯酚類廢水還會產生毒性更大的二惡M汙染物(L.GOebe堪，Chemosphere,1992)。高級氧化技術是20世紀80年代發展起來的處S^隹,軍的有機汙染物的技術，其主要特點題過化學反應產生羥基自由基使有機汙染物有效地降解成水，二氧化碳和無機離子；主要包括臭氧氧化，光催化氧化，溼式氧化，H202/UV，Fenton,(VUV等方法。在高級氧化法處理氯苯酚的方法中，光催化氧化法由於成賴低，條件溫和，弓胞了人們的廣泛關注。在氯酚類的降解中，最有代表性的是Meunier的催化氧化體系(Science1996)，用雙氧水為氧化劑，鐵酞菁為催化劑，處理氯酚類有機汙染物，三氯苯酚中碳的礦化率為14%，氯的礦化率為70%。世界專利申請(S.Muriel，W00059836,2000)發明了金屬酞菁催化劑，用雙氧7jC為氧化劑，用來處理三氯苯酚廢水。另外，在Collins的催化體系中(Science2002)中，用四氨基鐵大環化合物為催化劑，雙氧水為氧化劑，三氯苯酚的礦化率是35%，氯的礦化率是83%。目前存在的問題主要是所用的氧化劑如1^202和03價格昂貴，使處理成本相對較高，並且在催化氧化過程中，鐵酞菁催化劑等的合成成本也相對較高，另外，一些過渡金屬催化劑不穩定，容易失活，這些問題的存在使得對於氯酚類廢水的處理可工業化前景很小。
發明內容為了克lh^P,氯酚類方法中存在的一些不足，本發明的目的在於提供一種天然的催化活性高的催化劑，且處理效果好，反應^j牛溫和，處理成本低，工業化應用前景大，可實現原位處理的光催化降解氯酚的方法。為實現上述目的，本發明採用的技術方案為--種自然光催化降解氯酚類汙染物的方法，以天然海水為稀釋液，將氯酚類汙染物稀釋，量濃度為1-300mg/L的氯酚類溶液，反應容器為透明材質的，將其蓋上蓋子後置於室外的自然環境。所述自然環境是指環境M在-25。C至45。C，每天太陽光的照射時間為8-16小時的自然環境。本發明反應^f牛溫和，完全暴露在室外純自然環境中，白天有太陽光的照射，白天及夜晚自然交替循環。催化劑就是海水，沒有經過任何處理。本發明具有如下優點1.催化劑活性高，反應割牛溫和。本發明是在帶有磨口的小試管中，以海7K為催化劑，以空氣為氧化劑，可將氯酚氧化降解為二氧化碳，水及一些無毒的小分子羧酸。該法處理氯酚溶液可以達到100%的降解率，而且降解速度快，在降解過程中沒有二次汙染。2.處理成本低，工業化前景大。由於本發明所用的氧化劑和催化劑資源取之不盡，易得，處理過程簡便，因此本發明戶誠的光催化法具有可工業化處理氯酚類汙染物的應用前景。3.環境友好。本發明所述的反應體系簡單，方便實用，催化劑反應活性高，對汙染物的去除徹底。催化劑使用前後都不會對環境造成二次汙染。4.適用範圍廣。本發明適用於氯酚廢水及一些有關氯酚生長廠排放的廢水的處理，常見的需被處理的氯酚的結構式舉例如下formulaseeoriginaldocumentpage5總之，採用本發明處理氯酚類廢水，反應剝牛特別溫和，所用催化劑就是海水，氧化劑是空氣，反應^#就是自然條件，價格低廉，降解速度快，降解率高，且降解徹底，沒有二次汙染，可以適用於分布廣、濃度較低的氯酚類汙染物及有氯酚類汙染物產生的廢水的降解，Xik化應用前景大。具體實船式下面通過實例對本發明給予進一歩的說明，當然，本發明不僅P艮於下述的實施例。本方法反應^(牛溫和，完全暴露在自然環境中，實驗在實驗室樓頂完成，採用純自然天氣，白天黑夜交替循環，將氯酚溶液按一定比例用海水稀釋，裝入20mL帶磨口塞子的試管中，方iA樓頂接受自然光照。實施例1首先配製200mg/L的三氯酚溶液，再用海7jC稀釋10倍，15ml溶液裝入20ml帶磨口塞的玻璃試管中，並用封口膜密封，定時採樣檢測，同時^^照反應，反應後三氯酚的去除率見表l。環境，在2(TC至35t:，每天太陽光的照身鄰寸間為12-14小時。表l自然條件下光催化降解三氯酚的結果entry不同反應時間(小時/天)三氯酚的去除率°/0tableseeoriginaldocumentpage5l純水光照；2海7jC光照；3海水中體積放大到1000ml實施例2按照上述實施例1的操作步驟，用海水為催化劑，在同樣的^(牛下處理其他氯酚類汙染物，結果見表2。環境溫度在2(TC至35"C，每天太陽光的照射時間為12-14小時。表2自然條件下光催化降解氯酚類的結果tableseeoriginaldocumentpage6實施例3按照，實施例1的操作步驟，用海7jC將汙染物稀釋不同的倍數，使體系中含有不同體積含量的海水，在同樣的條件下處理其他氯酚類汙染物，結果見表3。環境，在2(TC至35°C，每天太陽光的照射時間為12-14小時。表3海7K含量的變4WTCPP賴率的影響tableseeoriginaldocumentpage6權利要求1.一種太陽光照射下海水催化降解氯酚類汙染物的方法，其特徵在於以天然海水為稀釋液，將氯酚類汙染物稀釋成質量濃度為1-300mg/L的氯酚類溶液，反應容器為透明材質的，將其蓋上蓋子後置於室外的自然環境。2.按照權利要求1所述太陽光照射下海7jC催化糊軍氯酚類汙染物的方法，其特徵在於所述自然環境是指環境溫度在-25'C至45°C，每天太陽光的照射時間為8-16小時的自然環境。3.按照權利要求1所述太陽光照射下海水催化降解氯酚類汙染物的方法，其特徵在於戶誠稀釋後氯酚類溶液的質量濃度為l-50mg/L。全文摘要本發明涉及氯酚汙染物的光降解去除方法，具體地說是一種太陽照射下海水催化降解氯酚類汙染物的方法，以天然海水為稀釋液，將氯酚類汙染物稀釋成質量濃度為1-300mg/L的氯酚類溶液，反應容器為透明材質的，將其蓋上蓋子後置於室外的自然環境。採用本發明處理氯酚類廢水，反應條件特別溫和，所用催化劑就是海水，氧化劑是空氣，反應條件就是自然條件，價格低廉，降解速度快，降解率高，且降解徹底，沒有二次汙染，可以適用於分布廣、濃度較低的氯酚類汙染物及有氯酚類汙染物產生的廢水的降解，工業化應用前景大。文檔編號C02F101/36GK101289245SQ20071001104公開日2008年10月22日申請日期2007年4月20日優先權日2007年4月20日發明者劉仁華,青徐,梁鑫淼,王聯芝,章飛芳,薛興亞申請人:中國科學院大連化學物理研究所