一種去除大氣顆粒物pm2.5中苯甲醛類化合物的方法
2023-05-23 18:05:51
一種去除大氣顆粒物pm2.5中苯甲醛類化合物的方法
【專利摘要】本發明涉及一種去除大氣顆粒物PM2.5上苯甲醛類化合物的方法，該方法包括有顆粒物的採集、顆粒物的淨化、顆粒物樣品的製備與加速器反應和GC/MS測試這五個步驟；本發明工藝簡單、操作方便，可工業化處理含苯甲醛類化合物的大氣顆粒物，礦化苯甲醛類化合物，特別適用於去除大氣顆粒物中持久性有機汙染物，使大氣顆粒物PM2.5上苯甲醛類化合物的去除率達到99%以上。
【專利說明】一種去除大氣顆粒物PM2.5中苯甲醛類化合物的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種去除大氣顆粒物PM2.5中苯甲醛類化合物的方法，屬核技術應用、空氣淨化及環境保護【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著城市機動車數量的增加，機動車尾氣排放成為大氣顆粒物PM2.5主要來源之一，其中苯甲醛類化合物成為PM2.5中重要的有機汙染物。其主要特點是:
1、苯甲醛為苯的氫被醛基取代後形成的有機化合物。它是一種重要的工業原料，廣泛應用於醫藥、染料、香料的合成中。同時，它又是機動車尾氣排放中的主要汙染物之一。已有研究表明，苯甲醛可燃，有毒，具刺激性，它對眼睛、呼吸道黏膜有一定的刺激作用。因此，人在吸入含有苯甲醛類化合物的顆粒物後，將給人們的生命健康和生態環境造成負面影響。
[0003]2、目前機動車排放的氮氧化合物(NOx)、揮發性有機物和可吸入顆粒(PM10和PM2.5)，在城市中心區所有汙染源中貢獻比例已分別達到66%、90%和26%。已有研究表明，機動車快速增長使得全國約1/5的城市大氣汙染嚴重。113個重點城市，1/3以上空氣品質達不到國家2級標準。
[0004]3、苯甲醛類化合物為一類持久性有機汙染物，它易附著在PM2.5這類大氣顆粒物上，在自然環境中無法降解。
[0005]目前汽車尾氣的處理方法基本上分為兩類:
1、光催化氧化法處理汽車尾氣。這種方法主要是利用TiO2等半導體為催化劑處理汽車尾氣。這種方法去除有機物效果明顯，但是光催化氧化法對汽車尾氣中苯甲醛類化合物的去除及礦化能力有限，並且處理量小。
[0006]2、等離子體法降解汽車尾氣。這種方法主要是利用等離子體法裂解部分汽油可大幅降低尾氣中有害成分的排放。這種方法主要用於去除汽車尾氣中NOx (氮氧化物)，但是對汽車尾氣中苯甲醛類化合物的去除及礦化能力有限。
[0007]對於大氣顆粒物PM2.5中苯甲醛類化合物去除方法的研究目前未有報導。
[0008]為了尋找一個效去除大氣顆粒物PM2.5中苯甲醛類化合物的方法，我們在電子束輻照技術方面作了一些研究工作，既可獲得較優的效果還可有利於環境保護。
【發明內容】
[0009]針對現有技術存在的缺陷，本發明的目的是提供一種去除大氣顆粒物PM2.5中苯甲醛類化合物的方法，主要是通過電子輻照處理的技術去除大氣顆粒物PM2.5中苯甲醛類化合物。
[0010]為達到上述目的，本發明的構思是:由於電子束是由電子加速器產生的高能電磁輻射，通過控制電子束的能量可使電子的穿透力達到使用要求。電離輻射使大氣中的水分分解產生羥基自由基、氫自由基和水合電子，它們與顆粒物PM2.5中苯甲醛類化合物發生氧化反應而起到礦化苯甲醛類化合物的目的。同時把處理後的顆粒物經處理後用GC/MS測試。
[0011]根據上述構思，本發明採用如下技術方案:
一種去除大氣顆粒物PM2.5中苯甲醛類化合物的方法，具有以下的處理過程和步驟:
a.利用可攜式大氣顆粒物採樣器採集大氣中顆粒物尺寸為2.5 μ m及以下的超細顆粒
物；
b.將採集到的超細顆粒物用正己烷超聲清洗二次，用苯與異丙醇混合液超聲清洗三次，用水超聲清洗三次；用離心機離心後，用錫紙包裹，放入350°C的馬弗爐裡煅燒；
c.取步驟b處理後的超細顆粒物，加入到濃度為Ippm的苯甲醛類化合物溶液中，混合均勻；用離心機離心後去除上清液；把含有苯甲醛類化合物的超細顆粒物均勻平鋪於石英膜上，冷凍乾燥；
d.取兩片直徑為20cm的含有超細顆粒物的石英膜片，放於表面皿中；在加速器下進行輻照處理。
[0012]e.將步驟d處理後的含有超細顆粒物的石英濾膜片，用正己烷超聲清洗二次，用苯與異丙醇混合液超聲清洗三次；用玻璃棉過濾濃縮後進行GC/MS測試。
[0013]所述步驟d中加速器中其中加速電子的能量為0.7?0.9MeV,電子束流強度為9?11mA，處理時間為60?120秒
與現有技術相比，本發明具有如下突出的實質性特點和顯著的優點:
本發明方法工藝簡單、操作方便，可工業化處理含苯甲醛類化合物的大氣顆粒物，礦化苯甲醛類化合物，特別適用於去除大氣顆粒物中持久性有機汙染物，使大氣顆粒物PM2.5上苯甲醛類化合物的去除率達到99%以上。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為一種去除大氣顆粒物PM2.5上苯甲醛類化合物的方法示意圖。
[0015]圖2為顆粒物上苯甲醛紫外光譜變化圖。
【具體實施方式】
[0016]現結合附圖將本發明的實施例具體敘述於後。
[0017]實施例1
參見圖1，一種去除大氣顆粒物PM2.5中苯甲醛類化合物的方法，具有以下的處理過程和步驟:
a.利用可攜式大氣顆粒物採樣器採集大氣中顆粒物尺寸為2.5 μ m及以下的超細顆粒
物；
b.將採集到的超細顆粒物用正己烷超聲清洗二次，用苯與異丙醇混合液超聲清洗三次；用水超聲清洗三次；用離心機離心後，用錫紙包裹，放入350°C的馬弗爐裡煅燒；
c.取步驟b處理後的超細顆粒物，加入到濃度為Ippm的苯甲醛類化合物溶液中，混合均勻；用離心機離心後去除上清液；把含有苯甲醛類化合物的超細顆粒物均勻平鋪於石英膜上，冷凍乾燥；
d.取兩片直徑為20cm的含有超細顆粒物的石英膜片，放於表面皿中；在加速器下進行輻照處理(其中加速電子的能量為0.7?0.9MeV,電子束流強度為9?11mA，處理時間為60 ?120 秒)；
e.將步驟d處理後的含有超細顆粒物的石英濾膜片，用正己烷超聲清洗二次，用苯與異丙醇混合液超聲清洗三次；用玻璃棉過濾濃縮後進行GC/MS測試。
[0018]本實施例中，針對含苯甲醛類化合物濃度為2.2-3.3ng/g的大氣顆粒物，經上述處理後，經檢測，其中苯甲醛類化合物去除率可達到99%以上。
[0019]實施例2
本實施例與實施例1基本相同，不同之處在於，加速器電子能量為0.SMeV,電子束流強度在IlmA,福照劑量分別為0.5kGy、lkGy、3kGy、4kGy和6kGy情況下,顆粒物上苯甲醒的濃度變化。苯甲醛的降解率在輻照劑量為6kGy時達到99%，表明苯甲醛被去除。參見圖2。
【權利要求】
1.一種去除大氣顆粒物PM2.5中苯甲醛類化合物的方法，其特徵在於，具有以下的處理過程和步驟: a.利用可攜式大氣顆粒物採樣器採集大氣中顆粒物尺寸為2.5 μ m及以下的超細顆粒物； b.將採集到的超細顆粒物用正己烷超聲清洗二次，用苯與異丙醇混合液超聲清洗三次，用水超聲清洗三次；用離心機離心後，用錫紙包裹，放入350°C的馬弗爐裡煅燒； c.取步驟b處理後的超細顆粒物，加入到濃度為Ippm的苯甲醛類化合物溶液中，混合均勻；用離心機離心後去除上清液；把含有苯甲醛類化合物的超細顆粒物均勻平鋪於石英膜上，冷凍乾燥； d.取兩片直徑為20cm的含有超細顆粒物的石英膜片，放於表面皿中；在加速器下進行輻照處理； e.將步驟d處理後的含有超細顆粒物的石英濾膜片，用正己烷超聲清洗二次，用苯與異丙醇混合液超聲清洗三次；用玻璃棉過濾濃縮後進行GC/MS測試。
2.根據權利要求1所述的去除大氣顆粒物PM2.5中苯甲醛類化合物的方法，其特徵在於，所述步驟d中加速器中加速電子的能量為0.7?0.9MeV,電子束流強度為9?11mA，處理時間為60?120秒。
【文檔編號】B01D53/72GK103752150SQ201410000385
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月2日 優先權日:2014年1月2日
【發明者】吳明紅, 施文彥, 郭瑞雲, 湛晶, 石榮珍, 袁鵬, 李家玲, 馬靜, 唐量, 顧建忠, 徐剛 申請人:上海大學