環境汙染物十溴二苯醚的去除方法
2023-05-28 03:27:46
專利名稱：環境汙染物十溴二苯醚的去除方法
技術領域：
本發明屬於環境修復技術領域，具體涉及一種有毒有害環境汙染物十溴二苯醚的去除方法。
背景技術：
持久性有毒化學物質的環境汙染問題與臭氧層破壞和溫室效應一樣並稱為21世紀影響人類生存與健康的三大環境問題。有毒有害環境汙染物十溴二苯醚被人體吸收後，導致男性精子活力下降，女性卵子異變，其結果是人類生殖能力下降，直接影響到人類的生殖繁衍和將來的生存。因此，發達國家已逐步淘汰該產品，而開發其他代替品。做為阻燃劑十溴二苯醚主要用於塑料，橡膠，酚醛樹酯等高分子材料中。人類吸收過多十溴二苯醚，其結果是十溴二苯醚被人體吸收後，導致男性精子活力下降，女性卵子異變，其結果是人類生殖能力下降，直接影響到人類的生存。由於十溴二苯醚化學性質穩定，不易處理。普通方法使用焚燒爐進行高溫焚燒，十溴二苯醚不但不能被燃燒分解，反而會產生劇毒溴代二噁英類化合物。十溴二苯醚所引起汙染問題已經引起國際環境保護組織、各國政府和民眾的高度關注。世界和中國都急需開展十溴二苯醚的去除處理技術研究，尋找經濟和實用方法儘快處理此類持久性有毒有害環境汙染物，實現土壤和水等自然環境的修復。因此，研究它的去除化處理方法日漸緊迫，勢在必行。
目前為止，主要處理方法為(1)H.Thoma(Chemosphere，1987，16，p277-285；Chemosphere，1987，16，p297-307；Chemosphere，1989，19，p305-308；J. Anal.Appl.Pyrolysis，1989，16，p153-158)等人報導了高溫燃燒分解十溴二苯醚的方法。
(2)M.-Y.Ahn(Environ.Sci.Technol.，2006，40，215)等人報導了使用光照方法，分解十溴二苯醚。
由於十溴二苯醚化學性質非常穩定，高溫焚燒時，不但不能被燃燒分解，反而會產生劇毒二噁英類化合物，另外Ahn等人報導光照分解十溴二苯醚的方法也存在致命弱點即脫溴效率低，成本高，而且不能完全脫溴，達不到完全脫溴去除的目的，無任何使用價值。
發明內容
本發明的目的在於提出一種工藝簡單，易於形成規模化的有毒有害環境汙染物十溴二苯醚的去除方法。
本發明提出的十溴二苯醚的去除方法，其步驟如下將十溴二苯醚，金屬鋅粉，銨鹽和醇類溶劑在攪拌下加熱回流反應。金屬鋅粉和銨鹽反應生成氫氣。十溴二苯醚被體系內生成的氫氣還原，生成脫溴化合物，例如一溴、二溴、三溴和四溴等。其中，金屬鋅粉使用量與十溴二苯醚的比為0.5-16.0倍(重量比)；銨鹽使用量與十溴二苯醚的比為0.5-20.0倍(重量比)。加熱；攪拌，反應溫度為20℃~65℃，反應時間8-20小時。
本發明中，醇類溶劑的與十溴二苯醚的用量比為50-600毫升/毫摩爾。所使用的銨鹽為氯化銨、碳酸銨、碳酸氫銨、硝酸銨、硫酸銨、磷酸銨、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、甲酸銨或乙酸銨等。所使用的醇類溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、丁醇或乙二醇等。
本發明方法工藝簡單，易於形成規模化生產，具有廣泛的應用前景。
具體實施例方式
下面通過具體實施例進一步描述本發明，但不限於這些實施例。
實施例1100毫升的三頸瓶中，安裝溫度計，攪拌器，加入十溴二苯醚(1.0毫摩爾，0.959g)，金屬鋅粉(5mmol，0.33g)，氯化銨(10毫摩爾，0.53g)，甲醇(50毫升)，然後開始攪拌加熱至65℃。在此溫度下再攪拌8小時。然後冷卻至室溫，蒸去甲醇，乙酸乙酯萃取可溶物，減壓濃縮。然後用GC/MS分析濃縮後的產物，十溴二苯醚的轉化率為100％。生成物的組成為一溴二苯醚(0.3％)，二溴二苯醚(16.1％)，三溴二苯醚(41.4％)，四溴二苯醚(42.2％)。
實施例2100毫升的三頸瓶中，安裝溫度計，攪拌器，加入十溴二苯醚(10毫摩爾，0.959g)，金屬鋅粉(10mmol，0.65g)，氯化銨(20毫摩爾，1.06g)，甲醇(100毫升)，然後開始攪拌加熱至60℃。在此溫度下再攪拌10小時。然後冷卻至室溫，蒸去甲醇，乙酸乙酯萃取可溶物，減壓濃縮。然後用GC/MS分析濃縮後的產物，十溴二苯醚的轉化率為100％。生成物的組成為一溴二苯醚(1.3％)，二溴二苯醚(46.1％)，三溴二苯醚(31.4％)，四溴二苯醚(21.2％)。
實施例3100毫升的三頸瓶中，安裝溫度計，攪拌器，加入十溴二苯醚(10毫摩爾，0.959克)，金屬鋅粉(300mmol，16.5g)，氯化銨(400毫摩爾，21.2g)，乙醇(600毫升)，然後開始攪拌加熱至65℃。在此溫度下再攪拌14小時。然後冷卻至室溫，蒸去乙醇，乙酸乙酯萃取可溶物，減壓濃縮。然後用GC/MS分析濃縮後的產物，十溴二苯醚的轉化率為100％。生成物的組成為一溴二苯醚(18.3％)，二溴二苯醚(55.9％)，三溴二苯醚(22.4％)，四溴二苯醚(3.5％)。
實施例4100毫升的三頸瓶中，安裝溫度計，攪拌器，加入十溴二苯醚(10毫摩爾，0.959克)，金屬鋅粉(10mmol，0.65g)，甲酸銨(20毫摩爾，1.18g)，丙醇(200毫升)，然後開始攪拌加熱至50℃。在此溫度下再攪拌反應10小時。然後冷卻至室溫，蒸去丙醇，乙酸乙酯萃取可溶物，減壓濃縮。然後用然後用GC/MS分析濃縮後的產物，十溴二苯醚的轉化率為100％。生成物的組成為一溴二苯醚(4.3％)，二溴二苯醚(49.3％)，三溴二苯醚(34.4％)，四溴二苯醚(12.0％)。
權利要求
1.一種環境汙染物十溴二苯醚的去除方法，其特徵在於具體步驟為將十溴二苯醚、金屬鋅粉、銨鹽和醇類溶劑在攪拌下加熱回流反應；金屬鋅粉和銨鹽反應，生成氫氣，十溴二苯醚被體系內生成的氫氣還原，生成脫溴化合物；其回流反應溫度為20℃~65℃，反應時間8-20小時，金屬鋅粉與十溴二苯醚的重量比為0.3-16.0，銨鹽與十溴二苯醚的重要比為0.5-20.0。
2.根據權利要求1所述的環境汙染物十溴二苯醚的去除方法，其特徵在於所述醇類溶劑和十溴二苯醚用量比為100-600毫升/毫摩爾。
3.根據權利要求1所述的環境汙染物十溴二苯醚的去除方法，其特徵在於所使用的銨鹽為氯化銨、碳酸銨、碳酸氫銨、硝酸銨、硫酸銨、磷酸銨、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、甲酸銨或乙酸銨。
4.根據權利要求1所述的環境汙染物十溴二苯醚的去除方法，其特徵在於所使用的醇類溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、丁醇或乙二醇。
全文摘要
本發明屬於環境修復技術領域，具體為有毒有害環境汙染物十溴二苯醚的去除方法。該方法是將十溴二苯醚，金屬鋅粉，銨鹽和醇類溶劑在攪拌下加熱到65℃回流。金屬鋅粉和銨鹽反應，生成氫氣。十溴二苯醚被體系內生成的氫氣還原，生成相應脫溴化合物，例如一溴，二溴，三溴和四溴二苯醚。這些溴代二苯醚本身是重要的化工原料，能夠被再利用。本方法工藝簡單，操作方便，易於規模化工業化生產。本發明把有毒有害十溴二苯醚去除變成有用的重要化工原料，變廢為寶。既保護了我們賴以生存的自然環境，又實現了自然資源的再生利用，為一種綠色化學方法。
文檔編號A62D3/00GK1923318SQ20061003092
公開日2007年3月7日 申請日期2006年9月7日 優先權日2006年9月7日
發明者劉國斌, 楊彬, 李妙葵, 高翔 申請人:復旦大學