專利名稱：分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的方法和用于該方法的裝置以及凈化廢氣的方法和 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的方法和用于該方法的裝置。本發(fā)明還涉及凈化廢氣的方法和用于該方法的裝置。
隨著工業(yè)的發(fā)展，人們大量使用了芳族化合物和鹵代脂族烴化合物，這類化合物的處理已變成嚴(yán)重的問題，鹵代脂族烴化合物尤其導(dǎo)致環(huán)境污染方面很大的憂慮，為安全處理這些化合物，人們已進(jìn)行了廣泛的研究。例如，含氯氟烴(CFCs)，一種大量用于噴霧和作為冷卻劑的鹵代脂族烴，變成了在臭氧層中形成臭氧洞的全球性問題。同樣，三氯乙烯(TCE)、四氯乙烯(PCE)和其它氯代脂族烴在各種工業(yè)中大量用作金屬部件、半導(dǎo)體部件和織物的清潔溶劑，還用作反應(yīng)溶劑。然而，人們已認(rèn)識(shí)到它們的毒性，例如誘變性和致癌性，需要完全禁止它們的使用和使得已使用的溶劑無害。此外，已排放至自然環(huán)境中的化合物污染河水，地下水和土壤。因此，開發(fā)從環(huán)境中經(jīng)濟(jì)和有效地除去污染物的新技術(shù)是十分需要的，為該應(yīng)用已提出了各種新的技術(shù)。
例如已提出燃燒方法以分解氯代脂族烴化合物。盡管這種方法是相對(duì)簡單的，然而新的憂慮是氯代脂族烴化合物的分解產(chǎn)物，即氯化氫和氯氣在燃燒過程中會(huì)與其它有機(jī)化合物反應(yīng)產(chǎn)生更毒的物質(zhì)，例如聚聯(lián)苯氯化物和二惡英。此外，從能源消耗觀點(diǎn)來看高溫處理是缺點(diǎn)。
已建議的另一項(xiàng)技術(shù)是使用氧化劑或催化劑分解氯代脂族烴化合物。具體實(shí)例包括使用臭氧分解有害烴的方法(日本專利申請(qǐng)公開3-38297)、在高溫和高壓下濕法氧化分解的方法和用過氧化氫或鐵鹽氧化分解的方法(日本專利申請(qǐng)公開60-261590)。
還建議了使用次氯酸鈉作為氧化劑的方法(US5611642)和結(jié)合使用次氯酸鈉和紫外線照射(US5582741)。還建議了一種方法，其中在堿性條件下制備光催化劑(氧化物半導(dǎo)體，例如二氧化鈦的細(xì)顆粒)在液體氯代脂族烴中的懸浮液，隨后通過光照分解氯代脂族烴(日本專利申請(qǐng)公開7-144137)。還建議了使用氧化物，例如氧化鉑、氧化鋁和氧化鋯的催化氧化降解方法(H.Ichikawa等的日本專利申請(qǐng)公開6-31135)。
還建議了一種不使用氧化劑在氣相中用紫外光照射分解氯代脂族烴化合物的光解方法(H.Seki等，“污染的地下水和土壤當(dāng)前的狀況和對(duì)策”，由Kansai Branch of Japan Water Environ ment Society and EnvironmentalTechnology Research Institute編輯，1995；日本專利申請(qǐng)公開8-243351)。
人們已知用需氧或厭氧微生物分解氯代脂族烴，例如TCE和PCE，已嘗試通過該微生物方法分解上述化合物和凈化自然環(huán)境。
日本專利申請(qǐng)公開9-10554和US5340555描述了通過催化劑分解氟代脂族烴化合物的方法。
日本專利申請(qǐng)公開8-141367公開了一種分解CFCs的方法，其包括將CFCs與燃料，例如醇或醚混合，然后在催化劑存在下將其燃燒。
US5393394公開了通過將CFCs直接或在溶解于溶劑中后暴露于紫外光分解CFCs的方法。日本專利申請(qǐng)公開3-074507描述了在室溫和常壓的溫和條件下通過將CFCs與電解容器中的電極接觸還原分解CFCs的方法。
作為已提出的用于分解其它有機(jī)化合物，例如難以分解的芳族化合物，如具有聯(lián)苯鍵或聯(lián)苯骨架的化合物的技術(shù)，有(1)燃燒、(2)通過紫外線或輻射暴露的分解和(3)使用微生物的分解。作為在室溫和常壓的溫和條件下分解聯(lián)苯化合物的方法，有一種其中直接地或在將所述化合物溶解在溶劑中之后用紫外光照射分解化合物的方法。例如日本專利公開52-47459公開了通過將多氯聯(lián)苯溶解在堿性醇中，從溶液中除去氧氣，隨后使溶液暴露于離子輻射或紫外光使所述化合物無害的方法。用于使PCB無害的其它已知技術(shù)包括在日本專利919505和日本專利申請(qǐng)公開49-45027和57-166175中描述的方法。
日本專利申請(qǐng)公開7-000819公開了通過使用光催化活性的二氧化鈦除去多氯代聯(lián)苯等的方法。日本專利申請(qǐng)公開8-000759描述了用于降解多氯代聯(lián)苯的光分解裝置和方法，其中在通過紫外光的PCB的光分解過程中，通過將DC電壓施加于反應(yīng)室中的電極以除去作為光解抑制因子的水和堿金屬。
如上所述，至今已提出了許多用于分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的方法。然而，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)大多數(shù)這些方法需要用于分解的復(fù)雜裝置和/或需要分解產(chǎn)物的進(jìn)一步的分解過程。因此，人們?nèi)詮?qiáng)烈要求用于分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的生態(tài)上有利的技術(shù)。
本發(fā)明基于發(fā)明人的新發(fā)現(xiàn)完成。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供以生態(tài)上有利的方式有效分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的方法，其較少可能產(chǎn)生導(dǎo)致其它環(huán)境污染的分解產(chǎn)物，以及用于該方法的裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供有效凈化含有鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的廢氣的方法和用于該方法的裝置。
在為達(dá)到上述目的的研究中，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)官能水，例如酸性水在光照下可明顯加速鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的分解，所述官能水通過電解水得到，已報(bào)導(dǎo)了它們具有殺菌效果(日本專利申請(qǐng)公開1-180293)和半導(dǎo)體晶片表面的清潔效果(日本專利申請(qǐng)公開7-51675)。本發(fā)明基于此發(fā)現(xiàn)。
因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，其提供了分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的方法，其包括在光照下使含有至少一種鹵代脂族烴化合物和芳族化合物的介質(zhì)與官能水接觸的步驟，其中官能水通過電解含有一種或多種電解質(zhì)的水制備。
在光照下官能水的存在可加速各種鹵代脂族烴化合物或芳族化合物分解的原因還不清楚。然而，本發(fā)明人推測通過電解含有一種或多種電解質(zhì)，例如氯化鈉的水產(chǎn)生的官能水通常含有次氯酸或次氯酸鹽，通過光照會(huì)產(chǎn)生氯游離基、羥基游離基或超氧化物，促進(jìn)了上述分解反應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，其提供了分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的方法，其特征在于將含有至少一種鹵代脂族烴化合物和芳族化合物的介質(zhì)與含有次氯酸的官能水在光照下接觸的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，其提供了凈化廢氣的方法，其特征在于在光照下使含有至少一種鹵代脂族烴化合物和芳族化合物的廢氣與通過電解含有一種或多種電解質(zhì)的水制備的官能水接觸，以分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，其提供了凈化廢氣的方法，其特征在于將含有至少一種鹵代脂族烴化合物和芳族化合物的廢氣與含有次氯酸的官能水在光照下接觸的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，其提供了用于分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的裝置，其包括裝有一對(duì)電極和用于向電極提供電壓的電源的容器、用于向容器輸送含有一種或多種電解質(zhì)的水的裝置、照射裝置和用于輸送含有至少一種鹵代脂族烴化合物和芳族化合物的介質(zhì)的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，其提供了用于分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的裝置，其包括分解處理容器、用于輸送通過水的電解產(chǎn)生的官能水的裝置、用于向容器輸入含有至少一種鹵代脂族烴化合物和芳族化合物的介質(zhì)的裝置和用于用光照射分解容器的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，其提供了用于分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的裝置，其包括用于含有次氯酸的官能水的容器、用于向容器輸送含有至少一種鹵代脂族烴化合物和芳族化合物的介質(zhì)的裝置和用于照射容器的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，其提供了用于凈化含有至少一種鹵代脂族烴化合物和芳族化合物的廢氣的裝置，其包括裝有廢氣和官能水的入口和出口并在入口和出口之間裝有填料的反應(yīng)容器、用于向反應(yīng)容器輸入廢氣的裝置、用于向反應(yīng)容器輸入官能水的裝置和用于在反應(yīng)容器內(nèi)部照射的裝置，其中官能水可通過電解含有一種或多種電解質(zhì)的水得到。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，其提供了用于凈化含有至少一種鹵代脂族烴化合物和芳族化合物的廢氣的裝置，其包括裝有廢氣和官能水的入口和出口并在入口和出口之間裝有填料的反應(yīng)容器、用于向反應(yīng)容器輸入廢氣的裝置、用于向反應(yīng)容器輸入含有次氯酸的官能水的裝置和用于在反應(yīng)容器內(nèi)部照射的裝置。
日本專利申請(qǐng)公開8-281271公開了在電解容器中通過電解產(chǎn)生的次氯酸和/或次氯酸鹽離子分解含于染色水中的一種或多種染料的方法。
“水處理技術(shù)”，第37卷，第5期(1996)第33頁描述了利用電化學(xué)反應(yīng)處理廢染色水的方法。更具體地說，它描述了一種分解染料分子的間接電解方法，其中通過電解產(chǎn)生氧化劑，它隨后通過其氧化活性分解染料。氧化劑主要是次氯酸，它通過在加入了氯化鈉的廢水的電解過程中在陽極產(chǎn)生的氯氣與在陰極產(chǎn)生的羥離子之間的反應(yīng)形成。然而，任何上述論文或?qū)＠墨I(xiàn)均沒有描述鹵代脂族烴化合物和芳族化合物可通過提出的任何方法分解。此外，也沒有提出照射可加速這些化合物的分解。
附

圖1是本發(fā)明用于分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的裝置的實(shí)施方案的示意圖。
附圖2是本發(fā)明用于分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的裝置的另一實(shí)施方案的示意圖。
附圖3是本發(fā)明用于分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的裝置的另一實(shí)施方案的示意圖。
附圖4是本發(fā)明用于分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的裝置的另一實(shí)施方案的示意圖。
附圖5是本發(fā)明用于分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的裝置的另一實(shí)施方案的示意圖。
附圖6是本發(fā)明用于分解氣態(tài)鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的裝置的實(shí)施方案的示意圖。
附圖7是本發(fā)明用于分解氣態(tài)鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的裝置的另一實(shí)施方案的示意圖。
附圖8是本發(fā)明用于廢氣的凈化裝置的實(shí)施方案的示意圖。
附圖9是本發(fā)明用于分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的裝置的另一實(shí)施方案的示意圖。
附圖10是顯示在實(shí)施例1的不同條件下TCE濃度隨時(shí)間變化的曲線。
附圖11是顯示實(shí)施例1中觀察到的對(duì)于不同初始濃度的樣品殘余TCE濃度隨時(shí)間變化的曲線。
附圖12是顯示在實(shí)施例6中TCE濃度隨時(shí)間變化的曲線，其中TCE重復(fù)加入樣品中。
附圖13是顯示在實(shí)施例7中殘余PCE濃度隨時(shí)間變化的曲線。
附圖14是顯示在實(shí)施例8中殘余氯仿濃度隨時(shí)間變化的曲線。
附圖15是顯示在實(shí)施例9中殘余TCE和PCE濃度隨時(shí)間變化的曲線。
附圖16是顯示實(shí)施例10中殘余TCE和PCE濃度隨時(shí)間變化的曲線。
附圖17是顯示實(shí)施例11中殘余二氯一氟甲烷濃度隨時(shí)間變化的曲線。
附圖18是顯示實(shí)施例12中殘余一氯二氟甲烷濃度隨時(shí)間變化的曲線。
附圖19是顯示實(shí)施例13中殘余二氯三氟乙烷濃度隨時(shí)間變化的曲線。
附圖20是顯示在實(shí)施例14中殘余四氟乙烷濃度隨時(shí)間變化的曲線。
附圖21是顯示在實(shí)施例24中殘余TCE濃度隨時(shí)間變化的曲線。
附圖22是顯示在實(shí)施例25中殘余PCE濃度隨時(shí)間變化的曲線。
附圖23是顯示在實(shí)施例31中殘余TCE濃度隨時(shí)間變化的曲線。
附圖24是顯示實(shí)施例32中殘余二氯一氟甲烷濃度隨時(shí)間變化的曲線。
附圖25是顯示實(shí)施例33中殘余二氯三氟乙烷濃度隨時(shí)間變化的曲線。
附圖26是顯示在實(shí)施例36中殘余TCE濃度隨時(shí)間變化的曲線。
附圖27是顯示實(shí)施例37中殘余二氯一氟甲烷濃度隨時(shí)間變化的曲線。
附圖28是顯示在實(shí)施例43中殘余二氯甲烷濃度的曲線。
附圖29是顯示在實(shí)施例79中殘余六氯苯濃度變化的曲線。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的方法，其特征在于在光照下使需分解的鹵代脂族烴化合物或芳族化合物與通過電解水制備的官能水接觸的步驟。根據(jù)本發(fā)明的另一方面的分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的方法，其特征在于將含有次氯酸的官能水與含有鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的介質(zhì)在光照下接觸的步驟。官能水-酸性水當(dāng)一種或多種電解質(zhì)(例如氯化鈉和氯化鉀)溶解在水源中和將溶液在裝有一對(duì)電極的水槽中電解時(shí)，能夠在陽極附近得到官能水。這里使用的官能水是指氫離子濃度(pH值)為1-4，用鉑和銀-氯化銀分別作為工作和參考電極測定的氧化還原電勢為800mV-1500mV和氯濃度為5mg/1-150mg/l的水。
為制備具有上述特性的官能水，在電解之前水源中的電解質(zhì)，例如氯化鈉的濃度優(yōu)選為20mg/l-2000mg/l，電解電流優(yōu)選是2A-20A。為得到該官能水，可使用任何商業(yè)上可得到的強(qiáng)酸性電解水發(fā)生器(例如OASYS Bio HALF商品名稱，Asahi Glass Engineering的產(chǎn)品，或Strong Electrolytic WaterGenerator Model FW-200商品名稱，Amano的產(chǎn)品)。
通過在一對(duì)電極之間設(shè)置隔膜能夠避免在陽極附近產(chǎn)生的酸性水和在陰極附近產(chǎn)生的堿性水的不合乎需要的混合，以有效得到可有效分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的酸性水。該隔膜合適地可以是離子交換膜。(中性水)根據(jù)所要分解的化合物和其濃度，還可以使用氧化還原電勢為300mV-1100mV，氯濃度為2mg/l-100mg/l和pH值為4-10的官能水，例如在沒有隔膜的電解裝置的陽極附近得到的官能水。該官能水還可以通過混合在一對(duì)電極之間帶有隔膜的電解系統(tǒng)中通過電解產(chǎn)生的酸性水和堿性水得到。在這種情況下，酸性水和堿性水的混合比率優(yōu)選為1∶0-1∶1(體積)。合成官能水官能水還可以通過在水源中溶解一種或多種試劑而不是通過電解制備，它在分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物方面與通過電解制備的官能水一樣有效。例如這樣合成的官能水含有0.001N-0.1N鹽酸、0.005N-0.02N氯化鈉和0.0001N-0.1N次氯酸鈉。同樣，pH值高于4的官能水可通過溶解一種或多種試劑而不是通過電解制備。例如這樣合成的官能水含有0.001N-0.1N鹽酸、0.001N-0.1N氫氧化鈉和0.0001M-0.01M次氯酸鈉。僅加入次氯酸鹽，例如濃度為0.0001M-0.1M的次氯酸鈉可制備官能水。pH值不高于4.0和氯濃度不低于2mg/l的官能水可通過使用鹽酸和次氯酸鹽制備。鹽酸可用某些其它的無機(jī)酸或有機(jī)酸代替。可用于本發(fā)明的無機(jī)酸包括氫氟酸、硫酸、磷酸和硼酸，而可用于本發(fā)明的有機(jī)酸包括乙酸、甲酸、蘋果酸、檸檬酸和草酸。商業(yè)上可得到的通常含有N3C3O3NaCl2的弱酸性水發(fā)生粉(例如Kino-san 21X商品名稱，Clean Chemical的產(chǎn)品)也可用于制備官能水。從實(shí)施例中可以看出，雖然在效能上有差異，但與通過電解制備的官能水一樣，使用這種試劑制備的官能水在光照下具有分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的能力。這里使用的水源是指自來水、河水或海水。這樣的水通常顯示6-8的pH值和最大氯濃度小于1mg/l，因此沒有任何分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的能力。待分解的鹵代脂族烴化合物或芳族化合物待通過本發(fā)明的方法分解的鹵代脂族烴化合物包括至少被氯或氟原子取代的脂族烴化合物。具體實(shí)例包括1-4個(gè)氯原子取代的甲烷、1-6個(gè)氯原子取代的乙烷、1-4個(gè)氯原子取代的乙烯、1-2個(gè)氯原子取代的乙炔、1-8個(gè)氯原子取代的丙烷、1-6個(gè)氯原子取代的丙烯、1-4個(gè)氯原子取代的丙二烯、1-4個(gè)氯原子取代的丙炔(甲基乙炔)、1-10個(gè)氯原子取代的丁烷、1-8個(gè)氯原子取代的1-、2-或異丁烯和1-6個(gè)氯原子取代的1，3-丁二烯。
更具體地說，這種氯原子取代的產(chǎn)物包括三氯甲烷、二氯甲烷、1，1-二氯乙烯、順-1，2-二氯乙烯、反-1，2-二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、三氯一氟甲烷(CFC-11)、二氯一氟甲烷(CFC-12)、一氯三氟甲烷(CFC-13)、一溴三氟甲烷(CFC-13B1)、四氟化碳(CFC-14)、二氯一氟甲烷(CFC-21)、一氯二氟甲烷(CFC-22)、三氟甲烷(CFC-23)、1，2-二氟-1，1，2，2-四氯乙烷、1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷(CFC-113)、1，2-二溴-1-氯-1，2，2-三氟乙烷(CFC-113B2)、1，2-二氯-1，1，2，2-四氟乙烷(CFC-114)、1，2-二溴-1，1，2，2-四氟乙烷(CFC-114B2)、2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷(CFC-123)、一氯二氟乙烷(CFC-142)、1，1-二氟乙烷(CFC-152)、四氟乙烷、一氯五氟乙烷和六氟乙烷(CFC-116)。此外，任何上述化合物的共沸混合物(例如CFC-500和CFC-502)、氟代乙烯、1，1-二氟乙烯、六氟丙烯、四氟乙烯、一氯三氟乙烯和丙烯的六氟化物也可以通過本發(fā)明的方法分解。此外，被至少一個(gè)選自氟、氯和溴的鹵素原子取代的不超過3個(gè)碳原子的鹵代脂族烴化合物也可以通過本發(fā)明的方法分解。
可以通過本發(fā)明的方法分解的芳族化合物的具體實(shí)例包括苯、苯酚和氯代苯，例如氯苯、1，4-二氯苯(對(duì)-二氯苯)、1，2，3-三氯苯、1，2，4-三氯苯、1，3，5-三氯苯、四氯苯和六氯苯。此外，鹵代的環(huán)狀烴或芳烴，例如三氟苯、全氟苯和全氟甲基萘烷可以通過本發(fā)明的方法分解?？梢酝ㄟ^本發(fā)明的方法分解的帶有聯(lián)苯結(jié)構(gòu)的化合物的具體實(shí)例包括聯(lián)苯、脫氫二香草酸(dehydrodivanillic acid)、2-氯聯(lián)苯、3-氯聯(lián)苯、4-氯聯(lián)苯、2，2’-二氯聯(lián)苯、3，3’-二氯聯(lián)苯、4，4’-二氯聯(lián)苯、2，4’-二氯聯(lián)苯、2，3-二氯聯(lián)苯、2，4-二氯聯(lián)苯、2，5-二氯聯(lián)苯、2，6-二氯聯(lián)苯、3，4-二氯聯(lián)苯、3，5-二氯聯(lián)苯、2，4，4’-三氯聯(lián)苯、2，2’，5-三氯聯(lián)苯、2，3’，5-三氯聯(lián)苯、2，4’，5-三氯聯(lián)苯、2’，3，4-三氯聯(lián)苯、2，3，4-三氯聯(lián)苯、2，3，6-三氯聯(lián)苯、2，4，5-三氯聯(lián)苯和2，4，6-三氯聯(lián)苯。此外，用氟或溴原子替換上述聯(lián)苯化合物中的任何氯原子而得到的化合物也可以通過本發(fā)明的方法分解。
在任何上述化合物分解后，通過質(zhì)譜在官能水中不再觀察到對(duì)環(huán)境有害物質(zhì)的產(chǎn)生。光源用于分解在官能水中的鹵代脂族烴化合物或芳族化合物(下文稱為目標(biāo)物質(zhì))的照射光優(yōu)選具有300-500nm，更優(yōu)選350-450nm的波長。從分解效率的角度出發(fā)，照射官能水和需分解的目標(biāo)物質(zhì)的混合物的光的強(qiáng)度優(yōu)選為10μW/cm2-10mW/cm2，更優(yōu)選為50μW/cm2-5mW/cm2。例如，在實(shí)際應(yīng)用中，來自峰波長為365nm的光源和幾百μW/cm2強(qiáng)度(在300nm-400nm的波長范圍中測量)的光足以分解目標(biāo)物質(zhì)。
自然光(例如日光)或人工光(來自汞燈、黑燈或彩色熒光燈)可用于本發(fā)明。
官能水和目標(biāo)物質(zhì)的混合物可以直接照射或通過通常由玻璃或塑料物質(zhì)制造的透明容器照射。官能水可在制備過程之后或過程中照射。為明顯加速分解，無論如何，照射需要在目標(biāo)物質(zhì)與官能水接觸的同時(shí)進(jìn)行。在本發(fā)明使用官能水的實(shí)施方案中，不需要使用對(duì)人體會(huì)有不利效果的光束(例如波長250nm的紫外光)。
在用光照射任何上述不同類型的官能水時(shí)，分解加速。如上所述，通過電解含有電解質(zhì)，例如氯化鈉的水而制備的官能水含有次氯酸或次氯酸根離子，它們可能導(dǎo)致氯游離基、羥基游離基和/或超氧化物的產(chǎn)生，以促進(jìn)目標(biāo)物質(zhì)的分解反應(yīng)。在官能水中通過電解在陽極附近產(chǎn)生的和被認(rèn)為參與目標(biāo)物質(zhì)分解過程的次氯酸的量可通過pH和氯濃度測定。此外，通過電解產(chǎn)生的官能水可用純水或某些用于分解目標(biāo)物質(zhì)的其它稀釋劑稀釋。
例如，使用用水稀釋5倍或5倍以上的氧化還原電勢為1150mV和殘余氯濃度為54mg/l的官能水在4小時(shí)內(nèi)可以將TCE污染的水(高達(dá)約10ppm)凈化至低于0.03ppm。
此外，可以直接制備與該稀釋的官能水具有相同特性的官能水。
以下將描述使用本發(fā)明的官能水用于分解目標(biāo)物質(zhì)的裝置。在本發(fā)明的實(shí)施方案中，官能水和目標(biāo)物質(zhì)的接觸和光照在常溫和常壓下充分進(jìn)行，因此，不需要特殊的設(shè)備和/或環(huán)境。例如，將目標(biāo)物質(zhì)或含有目標(biāo)物質(zhì)的介質(zhì)直接輸入含有官能水的容器，隨后用光照射對(duì)于本發(fā)明來說是足夠的。此外，在光照下將目標(biāo)物質(zhì)輸入其中正在制備官能水的容器水槽。為用于本發(fā)明，用于分解目標(biāo)物質(zhì)的裝置的結(jié)構(gòu)在如下1)或2)中描述。1)-將需分解的目標(biāo)物質(zhì)直接輸入到電解水發(fā)生單元，用光照射與目標(biāo)物質(zhì)混合的酸性水-附圖1是本發(fā)明用于分解目標(biāo)物質(zhì)的裝置的實(shí)施方案的示意方框圖。在附圖1中，參考號(hào)101表示水槽。水槽101裝備有陽極105、陰極103、由離子交換膜制成的隔膜107、與電極連接的電源109、一組用于將含有電解質(zhì)的水輸入水槽的管線111和泵113和另一組用于輸入目標(biāo)物質(zhì)或含有它們的介質(zhì)的管線115和泵117。參考號(hào)119表示用于收集在與目標(biāo)物質(zhì)反應(yīng)后失去活性的官能水的槽。輸入含有電解質(zhì)的水以充滿水槽101。當(dāng)向用于電解的電極103和105輸入電能時(shí)，在陽極105附近產(chǎn)生酸性水。目標(biāo)物質(zhì)可以所需流速通過管線115連續(xù)輸入水槽101的陽極105室，同時(shí)用安裝在水槽101中的光源166的光照射官能水。隨后，目標(biāo)物質(zhì)與官能水接觸，通過照射以加速的方式分解。由于與目標(biāo)物質(zhì)反應(yīng)失去活性的官能水通過排水管線118由水槽101排入槽119。氣態(tài)分解產(chǎn)物通過氣體排出管線121排出。如果不排出氣態(tài)分解產(chǎn)物，則不需更排出管線121。應(yīng)注意排入槽119的水可與新溶解的電解質(zhì)一起循環(huán)至水槽101。
作為隔膜，適合使用的是離子交換膜，它阻止在陰極103或在陽極105附近的電解質(zhì)溶液分別向其它電極流動(dòng)，使陽離子(例如Na+、Ca2+、Mg2+、K+等)由陽極側(cè)向陰極側(cè)不可逆地流動(dòng)，使陰離子(例如Cl-、SO4-、HCO3-等)由陰極側(cè)向陽極側(cè)不可逆地流動(dòng)。換句話說，通過使用用作隔膜的離子交換膜，可以在陽極附近有效地產(chǎn)生具有如下討論的性質(zhì)的官能水。
當(dāng)含有目標(biāo)物質(zhì)的介質(zhì)是水時(shí)，優(yōu)選控制溶解電解質(zhì)的水的數(shù)量或電解質(zhì)的濃度和含有目標(biāo)物質(zhì)的介質(zhì)的數(shù)量，使得在水槽101中的電解溶液不被介質(zhì)過度稀釋，以維持通過電解產(chǎn)生的酸性水的性質(zhì)在上述范圍內(nèi)。為此，如果需分解的目標(biāo)物質(zhì)是包含在含水介質(zhì)或水中的易氣化的物質(zhì)(例如三氯乙烯、四氯乙烯等)，優(yōu)選目標(biāo)物質(zhì)預(yù)先暴露于空氣中進(jìn)行氣化，將氣態(tài)物質(zhì)輸入水槽中，而不是直接向水槽中輸入介質(zhì)。當(dāng)官能水充入氣態(tài)目標(biāo)物質(zhì)時(shí)，優(yōu)選在水槽101中連續(xù)生產(chǎn)官能水或恒定地向其中輸入官能水，這是因?yàn)樵诠倌芩械穆葧?huì)作為氯氣從水槽101中逸出以改變官能水的性質(zhì)。
附圖2是本發(fā)明用于分解氣態(tài)目標(biāo)物質(zhì)的裝置的實(shí)施方案的示意方框圖。在附圖2中，123表示官能水發(fā)生單元，其結(jié)構(gòu)幾乎與附圖1中的相同，官能水發(fā)生單元123裝備有光照射單元166，用于向單元123中輸入目標(biāo)物質(zhì)的輸入管線125、用于輸入含有目標(biāo)物質(zhì)的空氣的氣體輸入單元127、用于貯存電解質(zhì)水溶液的槽、一組用于由槽129向官能水發(fā)生單元123輸入電解質(zhì)水溶液的管線131和泵133，以及用于排出其中目標(biāo)物質(zhì)已被分解的氣體的氣體排出口。
附圖3是本發(fā)明的用于分解目標(biāo)物質(zhì)的裝置的實(shí)施方案的示意圖，其中目標(biāo)物質(zhì)是液態(tài)或溶解在液體介質(zhì)中。參見附圖3，該實(shí)施方案提供了用于貯存液態(tài)目標(biāo)物質(zhì)或溶有目標(biāo)物質(zhì)的液體介質(zhì)的槽137、一組用于向官能水發(fā)生單元123輸入貯存的液體的管線139和泵141。2)-官能水在電解水產(chǎn)生裝置中制備，轉(zhuǎn)移到分解處理槽中，在該槽中目標(biāo)物質(zhì)在照射下與官能水接觸-附圖4是本發(fā)明的分解目標(biāo)物質(zhì)的裝置的一個(gè)實(shí)施方案的示意圖，參考附圖4，在官能水發(fā)生單元123的陽極一側(cè)產(chǎn)生的官能水以所需的流速通過泵145和管線147連續(xù)輸送到分解處理槽143中。目標(biāo)物質(zhì)，例如氣態(tài)氯代脂族烴化合物也以所需的流速通過進(jìn)料管線115和泵117連續(xù)輸入分解處理槽143中，同時(shí)，在分解處理槽143內(nèi)部用光照射單元166照射。目標(biāo)物質(zhì)與官能水在分解處理槽143中接觸，通過照射加速分解。在處理過程中使用的官能水隨后從分解處理槽143中排入槽119中。凈化的氣體通過排出管線121排出。由于在該結(jié)構(gòu)中官能水在官能水發(fā)生單元123中制備，隨后在照射下在分解處理槽143中與目標(biāo)物質(zhì)接觸，從而避免了目標(biāo)物質(zhì)污染官能水發(fā)生單元。用于分解處理的部分或全部官能水可以返回官能水發(fā)生單元123以重新制備官能水。
附圖5是本發(fā)明的分解目標(biāo)物質(zhì)的裝置的另一實(shí)施方案的示意方框圖，參考附圖5，在官能水發(fā)生單元123中產(chǎn)生的官能水通過泵145和管線139輸送到分解處理槽143中。目標(biāo)物質(zhì)由貯存含有溶解狀態(tài)的目標(biāo)物質(zhì)的液體介質(zhì)的槽137通過泵131和管線133輸入分解處理槽143中。隨后通過在分解處理槽143中的攪拌器149攪拌，同時(shí)，在分解處理槽143內(nèi)部用光照射單元166照射。結(jié)果目標(biāo)物質(zhì)與官能水接觸而分解，通過照射加速分解。在分解處理槽143中提供的攪拌裝置改善了目標(biāo)物質(zhì)和官能水的接觸效率，因而改善了目標(biāo)物質(zhì)的分解效率。
附圖6是本發(fā)明用于分解易氣化的目標(biāo)物質(zhì)，例如三氯乙烯的裝置的另一實(shí)施方案的示意方框圖。參見附圖6，該實(shí)施方案包括官能水發(fā)生單元123、用于分解目標(biāo)物質(zhì)的柱狀分解槽151-1至151-5、光照射單元166-1至166-5和用于向分解容器151-1輸入由官能水發(fā)生單元123制備的酸性水的管線139和泵145。如附圖6中所示，五個(gè)分解槽151-1至151-5串聯(lián)地連接使得目標(biāo)物質(zhì)與酸性水的接觸時(shí)間延長，任何在上游槽151-1至151-4中未分解的殘余目標(biāo)物質(zhì)可在下游槽151-2至151-5中在光照射下與附加酸性水接觸直至它們被完全分解。應(yīng)理解根據(jù)所涉及的目標(biāo)物質(zhì)的濃度和分解能力可合適地選擇連接的分解槽的數(shù)目。
如果待處理的目標(biāo)物質(zhì)是氣態(tài)，可使用如附圖7中所示的裝置以降低反應(yīng)容器的長度，增加官能水和目標(biāo)物質(zhì)的接觸面積和時(shí)間。參見附圖7，該實(shí)施方案包括裝有可吸附鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的填料157的反應(yīng)柱151。該實(shí)施方案還包括適合于照射反應(yīng)柱151內(nèi)部的光照射單元166、裝置159-它是帶有鼓風(fēng)機(jī)128以向反應(yīng)柱151輸入氣化的目標(biāo)物質(zhì)的管線、官能水發(fā)生單元123和用于貯存通過官能水發(fā)生單元123產(chǎn)生的官能水的貯槽153。在貯槽153中貯存的官能水通過泵155由頂部以液滴輸入反應(yīng)柱151。氣態(tài)目標(biāo)物質(zhì)也由反應(yīng)柱151的頂部輸入反應(yīng)柱151中。官能水向下流過反應(yīng)柱151中的填料，被填料吸收的氣態(tài)目標(biāo)物質(zhì)在照射的同時(shí)以加速的方式分解。在該實(shí)施方案中可使用任何填料，只要它可為官能水和目標(biāo)物質(zhì)提供增加的接觸面積。它可以是由無機(jī)物或塑料樹脂制造的多孔、中空或球狀。用于化學(xué)工業(yè)、制藥工業(yè)、食品工業(yè)和/或廢水處理系統(tǒng)的任何特定填料可用于本發(fā)明。
在附圖4、5、6和7中，由官能水發(fā)生單元123提供的官能水可以是在陽極附近產(chǎn)生的酸性水或酸性水和在陰極附近得到的堿性水的混合物。
同樣在附圖4、5、6和7中，官能水發(fā)生單元123可用提供次氯酸或次氯酸鹽水溶液的單元代替。廢氣處理上述本發(fā)明的裝置的實(shí)施方案可分解氣態(tài)目標(biāo)物質(zhì)，適用于凈化從各種工業(yè)裝置或廢物焚燒裝置排出的廢氣。
從工業(yè)裝置和廢物焚燒系統(tǒng)排出的燃燒氣體通常含有各種鹵代脂族烴化合物和芳族化合物以及煙灰和煙霧。由于細(xì)的粉塵會(huì)引起呼吸道疾病，苯并[c，d]芘和二惡英是強(qiáng)致癌性和誘變性的，凈化廢氣和除去此類有害物質(zhì)是非常重要的技術(shù)問題。在用于除去有害物質(zhì)的已知方法中，通常使用的是串聯(lián)的用于粉塵收集、脫氮、脫硫、脫氯等的廢氣處理裝置，其中鹵代脂族烴化合物和芳族化合物單獨(dú)和逐步地除去。例如日本專利申請(qǐng)公開5-115722描述了鹵代脂族烴化合物和芳族化合物的凈化方法，所使用的廢氣過濾器通常由改善了機(jī)械強(qiáng)度、防震性和有害物質(zhì)的截留能力的沸石或陶瓷制成。盡管該已知方法可收集相對(duì)大的顆粒，但它們不能實(shí)用地除去分子鹵代脂族烴化合物和芳香化合物，因?yàn)樗鼈兒唵蔚匾蕾囉诩兓瘡U氣的過濾效果。
另一方面，己提出了許多通過將含有鹵代脂族烴化合物和芳族化合物的廢氣與催化劑接觸，以凈化廢氣的裝置。例如日本專利申請(qǐng)公開5-149127公開了通過氧化催化劑和加熱器使廢氣中所含的粉塵和有害物質(zhì)，例如鹵代脂族烴化合物或芳族化合物無害的方法和裝置。裝置的大小取決于所處理的廢氣的體積和其中所含的目標(biāo)物質(zhì)的量。由于廢氣以50-500m3/h的流量由廢物焚燒爐或由污物提取污染氣體的設(shè)備排出，所以裝備有加熱裝置的系統(tǒng)在尺寸上變得相當(dāng)大，操作成本高。日本專利申請(qǐng)公開6-246133描述了通過在廢氣中電暈放電加熱和分解脂族烴化合物或芳族化合物的方法。該方法也可分解低至高分子量的鹵代脂族烴化合物或芳族化合物以及粉塵顆粒，使得它們無害。然而，如上述分解方法中所述，在廢氣中有害物質(zhì)的濃度隨時(shí)間改變，甚至在廢氣中污染物的濃度低時(shí)，仍需要連續(xù)加熱或電暈放電相當(dāng)長的時(shí)間，因此存在能量消耗效率的問題。此外，任何上述氧化鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的方法難以處理高濃度的這些物質(zhì)，除非以并聯(lián)或串聯(lián)方式安排許多裝置以減輕每個(gè)裝置的負(fù)荷。
還提出了使用微生物處理廢氣的方法和裝置，它們以相對(duì)較小的環(huán)境負(fù)荷經(jīng)濟(jì)地凈化廢氣。例如US4009099描述了使用微生物通過分解氣態(tài)污染物以及粉塵顆粒凈化廢氣的方法。US5494574描述了凈化含有有害鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的污水或廢氣的方法，其包括在反應(yīng)槽中循環(huán)固定了微生物的填料，同時(shí)污水或廢氣通過該槽。然而，這些方法所具有的問題是微生物的能力限制了可分解的鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的類型，且分解過程需要相對(duì)長的時(shí)間。
與上述已知方法相反，本發(fā)明的方法能夠簡單地通過使鹵代脂族烴化合物或芳族化合物與官能水接觸并用光照射而有效分解上述化合物。由于在廢氣中所含的某些目標(biāo)物質(zhì)能夠簡單地通過將廢氣與官能水接觸并用光照射可靠地分解，因此，這是用于凈化廢氣的非常有效的技術(shù)。當(dāng)本發(fā)明分解目標(biāo)物質(zhì)的方法用于凈化廢氣時(shí)，可合適地采用具有如下描述的附圖7或附圖8中所示結(jié)構(gòu)的裝置。
附圖8顯示廢物焚燒爐161、用于從焚燒爐161中排出的廢氣中除去煙塵的裝置163(例如電集塵器)、官能水發(fā)生單元123、用于官能水和已除去粉塵的廢氣反應(yīng)的反應(yīng)槽165和用于照射反應(yīng)槽內(nèi)部的光照射單元166。也存在用于貯存制備官能水所需的電解質(zhì)的水溶液(通過將水溶性電解質(zhì)溶解在水源中得到)的貯存裝置129。煙塵除去裝置163用于除去由焚燒爐161中排出的廢氣中所包含的大量煙塵顆粒，收集的煙塵顆?？捎裳b置中取出。在官能水發(fā)生單元123的陽極附近產(chǎn)生的官能水輸入反應(yīng)槽165，廢氣和官能水在其中可彼此有效接觸。在槽165的內(nèi)部或外部提供光照射單元166以促進(jìn)目標(biāo)物質(zhì)的分解。反應(yīng)槽165還裝備了用于排出已除去目標(biāo)物質(zhì)的凈化廢氣的氣體排出裝置121。
以下解釋該方法。首先將來自廢物焚燒爐161的廢氣輸入粉塵收集器163，在其中除去廢氣中所含的大多數(shù)煙塵顆粒。電解質(zhì)的水溶液由貯槽129輸入官能水發(fā)生裝置123進(jìn)行電解。在裝置123的陽極附近產(chǎn)生的官能水輸入反應(yīng)槽165。廢氣和官能水在反應(yīng)槽165中接觸，用光照射單元166的光線照射，從而分解在廢氣中所包含的目標(biāo)物質(zhì)。隨后處理后的廢氣由氣體排出口121排出，用于處理目標(biāo)物質(zhì)的官能水也由水排出口118排出。
當(dāng)具有上述結(jié)構(gòu)的廢氣處理裝置實(shí)際用于處理由廢物焚燒爐排出的廢氣時(shí)，廢氣中所含目標(biāo)物質(zhì)的99-99.7％被分解，因此，裝置用于廢氣的優(yōu)異凈化能力是明顯的。
當(dāng)具有附圖7或8所示結(jié)構(gòu)的裝置用于凈化廢氣時(shí)，由反應(yīng)槽165排出的用過的部分或全部官能水可再次用于制備官能水，雖然未示出改進(jìn)的裝置。即，由反應(yīng)槽165排出的用過的部分或全部官能水可返回電解水發(fā)生裝置129。此外，在附圖7或8的結(jié)構(gòu)中，用過的官能水由水排出口118排出，但在含有大量的固體物質(zhì)，例如煙塵顆粒時(shí)可進(jìn)行過濾和/或沉淀過程。
當(dāng)用附圖7中所示的裝置凈化廢氣時(shí)，優(yōu)選調(diào)節(jié)輸入的官能水和廢氣的流量，使得在反應(yīng)柱中廢氣的體積百分比超過0.5，以增加氣/液接觸面積和廢氣的平均停留時(shí)間。
由附圖7或8的官能水發(fā)生單元123提供的官能水可以是在陽極側(cè)得到的酸性水或陽極側(cè)得到的酸性水和陰極側(cè)得到的堿性水的混合物。單元123可以是提供通過溶解化學(xué)試劑制備的官能水的裝置。
盡管已描述了使用官能水和光照分解目標(biāo)物質(zhì)的裝置，但可如附圖9中所示由水槽中除去離子交換膜隔膜而以分解能力為代價(jià)簡化裝置。換句話說，沒有隔膜的裝置產(chǎn)生的官能水也可用于分解目標(biāo)物質(zhì)。
盡管已描述了各種本發(fā)明的實(shí)施方案，但本發(fā)明并不意味著受上述實(shí)施方案的限制。
例如，本發(fā)明的廢氣處理裝置不僅可用于處理廢物焚燒爐的廢氣，也可用于其它通常的廢氣，例如汽車尾氣。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，鹵代脂族烴化合物或芳族化合物可以在常溫和常壓下經(jīng)濟(jì)、安全和穩(wěn)定地分解。
此外，含有各種鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的廢氣可以簡單的方式凈化。
現(xiàn)在通過實(shí)施例描述本發(fā)明，但實(shí)施例并不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
-通過電解官能水和光分解鹵代脂族烴化合物-實(shí)施例1通過官能電解水和光照射進(jìn)行三氯乙烯的分解開始，使用在陽極和陰極之間裝有隔膜的強(qiáng)酸性官能水發(fā)生裝置(強(qiáng)電解水發(fā)生器(FW-200型)商品名，Amano Co.Ltd.的產(chǎn)品)制備官能水。使用這種裝置、多種電解質(zhì)濃度的水和多種電解時(shí)間，在陽極一側(cè)制備出酸性官能水，其pH值、氧化還原電勢分別通過TCX-90i和KP900-2N pH計(jì)(商品名，Toko Chemical Laboratories的產(chǎn)品)以及TCX-90i和KM900-2N電導(dǎo)率測量儀(商品名，Toko Chemical Laboratories的產(chǎn)品)測量，氯濃度通過氯試紙(Advantec)測量。結(jié)果，隨電解電流、電解時(shí)間和電解質(zhì)(氯化鈉)濃度(標(biāo)準(zhǔn)值1000mg/l)的不同，pH值的范圍在1.0-4.0之間，官能水的氧化還原電勢為800-1500mV以及氯濃度為5-150mg/l。所以，本實(shí)施例制備出兩種類型的官能水，一種是pH值為2.6，氧化還原電勢為1000mV且殘余的氯濃度為35mg/l(以下稱為官能水1)，另一種pH值為2.1，氧化還原電勢為1150mV且殘余的氯濃度為54mg/l(以下稱為官能水2)。官能水1采用電解質(zhì)(氯化鈉)濃度為1000mg/l以及電解時(shí)間為5分鐘制得，而官能水2采用電解質(zhì)(氯化鈉)濃度為1000mg/l以及電解時(shí)間為11分鐘制得。將一些27.5ml的管形瓶分為兩組，每組的每個(gè)管形瓶中裝有官能水1或官能水2的等分試樣(10ml)。將其用聚四氟乙烯襯里的丁基橡膠蓋和鋁密封層氣密密封起來。隨后，采用氣密注射器經(jīng)丁基橡膠蓋將TCE氣體注入每個(gè)管形瓶中，使?jié)舛冗_(dá)到25ppm，假定其完全溶解于管形瓶中的官能水中。之后，每個(gè)管形瓶經(jīng)黑光熒光燈(10W，商品名FL10BLB，Toshiba的產(chǎn)品)發(fā)出的光照射。照射的強(qiáng)度為0.1-0.4mW/cm2。管形瓶中的TCE氣相通過氣密注射器取樣，并通過氣相色譜分析(GC-14B商品名，Shimadzu Seisakusho的產(chǎn)品，F(xiàn)ID檢測器，DB-624柱商品名，J&W Inc.的產(chǎn)品)知道每個(gè)管形瓶中TCE隨時(shí)間的濃度變化。將TCE氣相的濃度轉(zhuǎn)化為溶解于官能水的TCE濃度。得到的結(jié)果如圖10所示。
如圖10所示，對(duì)官能水1或官能水2的光照射能夠使TCE分解，而對(duì)純水的光照射則不能。還發(fā)現(xiàn)用不同類型的官能水(即pH值、氧化還原電勢和殘余的氯濃度)能分解TCE。
下面，除了官能水2中的TCE初始濃度為10ppm、50ppm或120ppm外，如上述進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以評(píng)估官能水2和光照射對(duì)TCE的分解特性。結(jié)果見圖11。其表明不僅濃度為10ppm(典型的TCE環(huán)境污染值)的TCE會(huì)分解，而且TCE濃度超過100ppm也會(huì)分解。此外，采用pH值、氧化還原電勢和殘余的氯濃度不同的多種官能水測量TCE的分解。結(jié)果，采用這些官能水均可觀測到TCE濃度的降低，這表明通過官能水和光照可分解TCE。
實(shí)施例2通過官能電解水和光照射進(jìn)行三氯乙烯的分解按實(shí)施例1制備官能水。在本實(shí)施例中，通過電解電解質(zhì)(氯化鈉)含量為1000mg/l的水8分鐘，制備出pH值為2.3，氧化還原電勢為1050mV且殘余的氯濃度為50mg/l的官能水。
隨后，將50ml上述官能水和100ml含TCE(5ppm)的水依次注入200ml的管形瓶中，將其用聚四氟乙烯襯里的丁基橡膠蓋和鋁密封層氣密密封起來。緩慢搖動(dòng)內(nèi)容物3-4次后，將管形瓶在中午的日光下直接照射2小時(shí)。用UV強(qiáng)度積分儀測量光照強(qiáng)度為0.4-1.2mW/cm2。隨后，管形瓶中的氣相通過氣密注射器取樣，并進(jìn)行氣相色譜分析(帶有FID檢測器的GC-14BShimadzuSeisakusho的產(chǎn)品；DB-624柱商品名，J&W Inc.的產(chǎn)品)。結(jié)果，污染水的TCE濃度低于環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)值。
實(shí)施例3
通過官能電解水和光照射進(jìn)行三氯乙烯的分解使用強(qiáng)酸性電解水發(fā)生器(OASYS Bio HALF商品名，Asahi GlassEngineering的產(chǎn)品)制備官能水。通過電解電解質(zhì)(氯化鈉)含量為1000mg/l的水得到的本實(shí)施例的官能水pH值為2.2，氧化還原電勢為1100mV且殘余的氯濃度為50mg/l。隨后，將一些27ml的管形瓶中裝入10ml經(jīng)2-、5-、10-或50-倍稀釋的官能水。將一個(gè)管形瓶中以純水代替官能水作為參比。每個(gè)管形瓶用聚四氟乙烯襯里的丁基橡膠蓋和鋁密封層氣密密封。隨后，采用氣密注射器通過丁基橡膠蓋將TCE氣體注入每個(gè)管形瓶中，使其濃度為10ppm，假定管形瓶中的所有TCE完全溶解在其中的水中。緩慢搖動(dòng)內(nèi)容物3-4次后，所有的管形瓶經(jīng)中午的日光直接照射4小時(shí)。光照射強(qiáng)度在0.4-1.2mW/cm2。隨后，每個(gè)管形瓶中的氣相通過氣密注射器取樣，并進(jìn)行氣相色譜分析(帶有FID檢測器的GC-14BShimadzu Seisakusho的產(chǎn)品；DB-624柱，J&W Inc.的產(chǎn)品)。結(jié)果，在4小時(shí)后，2-和5-倍稀釋的官能水中的TCE濃度未檢出，且10-和50-倍稀釋的官能水中TCE濃度分別為1.1ppm和7.6ppm。在含有代替官能水的純水的試樣中沒有觀察到TCE的分解。
實(shí)施例4光的波長對(duì)用官能電解水進(jìn)行的三氯乙烯的分解的影響按實(shí)施例3，通過電解電解質(zhì)(氯化鈉)含量為1000mg/l的水，制備出pH值為2.2，氧化還原電勢為1100mV且殘余的氯濃度為50mg/l的官能水。隨后，準(zhǔn)備一些27ml的玻璃管形瓶并在每個(gè)管形瓶中加入10ml官能水，隨后將其用聚四氟乙烯襯里的丁基橡膠蓋和鋁密封層氣密密封。隨后，采用氣密注射器通過丁基橡膠蓋將TCE氣體注入管形瓶中，使其濃度為10ppm，假定管形瓶中的所有TCE完全溶解在其中的水中。緩慢搖動(dòng)內(nèi)容物3-4次后，用濾光特征為280nm、370nm、440nm和540nm的濾光片(UTF-50S-28U，SCF-50-37L，SCF-50-44L，SCF-50-54Siguma Koki Kabushiki Kaisha的產(chǎn)品)覆蓋管形瓶，并置于直接的日光照射下。光照射強(qiáng)度為0.4-1.2mW/cm2。這些管形瓶的玻璃不使波長小于300nm的光透過。兩小時(shí)后，測量每個(gè)管形瓶的氣相中TCE的濃度。更具體地說，每個(gè)管形瓶中的氣相通過氣密注射器取樣，并進(jìn)行氣相色譜分析(帶有FID檢測器的GC-14BShimadzu Seisakusho的產(chǎn)品；DB-624柱，J&W Inc.的產(chǎn)品)。測得每個(gè)波長范圍的TCE的分解量和分解率。結(jié)果見表1。
表1
從上表中可以清楚地看到，用300nm-550nm的波長范圍，特別是350nm-450nm的波長范圍的光照射，對(duì)TCE的分解有效。
實(shí)施例5光強(qiáng)度對(duì)通過官能電解水進(jìn)行的三氯乙烯的分解的影響按實(shí)施例3，通過電解電解質(zhì)(氯化鈉)含量為1000mg/l的水，制備出pH值為2.3，氧化還原電勢為1050mV且殘余的氯濃度為38mg/l的官能水。隨后，準(zhǔn)備一些27ml的管形瓶并將其分為三組，在每一個(gè)管形瓶中分別加入10ml三種官能水中的一種，即未稀釋的官能水、用純水2倍稀釋的官能水和用自來水5倍稀釋的官能水。也制備以純水代替官能水的對(duì)照試樣。隨后，將所有的管形瓶用聚四氟乙烯襯里的丁基橡膠蓋和鋁密封層氣密密封。之后，采用氣密注射器通過丁基橡膠蓋將TCE氣體注入管形瓶中，使其濃度為10ppm，假定管形瓶中的所有TCE完全溶解在其中的水中。緩慢搖動(dòng)每個(gè)管形瓶中的內(nèi)容物3-4次。
將黑光熒光燈(商品名，F(xiàn)L10BLBToshiba的產(chǎn)品，10W)、峰值為365nm的光的光源(商品名UVGL-58型燈，UVP Inc.的產(chǎn)品)和光的波長范圍在380nm-600nm的彩色熒光燈(藍(lán)色)(商品名FL 20SB，Toshiba的產(chǎn)品，10W)用于照射管形瓶。用UV強(qiáng)度積分儀(UV300，商品名，TORAY的產(chǎn)品)測得黑光熒光燈的光強(qiáng)度為1.2mW/cm2，UVGL-58型燈的光強(qiáng)度為400μW/cm2。使用數(shù)字UV強(qiáng)度權(quán)(型號(hào)UVA-365商品名，NT Corporation的產(chǎn)品)測得彩色熒光燈(藍(lán)色)的光強(qiáng)度為57μW/cm2。
用光照射管形瓶4小時(shí)之后，測量每個(gè)管形瓶中氣相的TCE濃度。具體地說，每個(gè)管形瓶中的氣相通過氣密注射器取樣，并進(jìn)行氣相色譜分析測量TCE濃度(帶有FID檢測器的GC-14BShimadzu Seisakusho的產(chǎn)品；DB-624柱，J&W Inc.的產(chǎn)品)。
結(jié)果，在UVGL-58型燈照射的試樣中，含有未稀釋的官能水或2倍稀釋的官能水的試樣的TCE濃度變得低于環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)值，但在含有5倍稀釋的官能水的試樣中，觀察到1.25ppm的殘余濃度。另一方面，當(dāng)用黑光熒光燈照射時(shí)，所有含有官能水的試樣的TCE濃度都低于標(biāo)準(zhǔn)值。在用藍(lán)色熒光燈照射的試樣中，只有含有未稀釋官能水的試樣表現(xiàn)出TCE濃度低于環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)值。沒有一個(gè)含純水的對(duì)照試樣經(jīng)任何燈照射之后，表現(xiàn)出明顯的TCE濃度的降低。
實(shí)施例6通過官能電解水和光照射進(jìn)行重復(fù)添加的三氯乙烯的分解按實(shí)施例3，通過電解電解質(zhì)(氯化鈉)含量為1000mg/l的水，制備出pH值為2.2，氧化還原電勢為1100mV且殘余的氯濃度為50mg/l的官能水。隨后，在27ml的管形瓶中加入10ml官能水并將管形瓶用聚四氟乙烯襯里的丁基橡膠蓋和鋁密封層氣密密封。之后，采用氣密注射器通過丁基橡膠蓋將TCE氣體注入管形瓶中，使TCE濃度為50-60ppm，假定管形瓶中的所有TCE完全溶解在其中的水中。使用三個(gè)黑光熒光燈(Toshiba的產(chǎn)品，F(xiàn)L10BLB)照射管形瓶。照射強(qiáng)度為2.0mW/cm2。在照射過程中，定期將管形瓶中的氣相通過氣密注射器取樣，并進(jìn)行氣相色譜分析(GC-14BShimadzu Seisakusho的產(chǎn)品(帶有FID檢測器)；DB-624柱商品名，J&W Inc.的產(chǎn)品)，檢測氣相中的TCE濃度。當(dāng)光照射進(jìn)行1小時(shí)后，TCE的濃度降至低于0.1ppm，再次采用氣密注射器通過丁基橡膠蓋將TCE氣體注入管形瓶中，使其濃度為50-60ppm，繼續(xù)進(jìn)行光照射。每次當(dāng)管形瓶中的TCE濃度降至低于0.1ppm時(shí)，就用這種方法重復(fù)加入TCE氣體，保持TCE濃度為50-60ppm。結(jié)果見圖12。所以，表明官能水能長時(shí)間保持使TCE降解的特性。
實(shí)施例7通過官能電解水和光照射進(jìn)行四氯乙烯的分解除了用初始濃度為1.0ppm、2.5ppm和5.0ppm的四氯乙烯(PCE)代替TCE之外，進(jìn)行與實(shí)施例1相同的步驟，以考察官能水1在光照射條件下對(duì)PCE的分解能力。結(jié)果見圖13。結(jié)果表明官能水能夠在光照射下分解PCE。在用純水的參照實(shí)驗(yàn)中，未觀察到PCE的分解。所以，是官能水導(dǎo)致了PCE濃度隨時(shí)間的降低。在其他使用不同pH值、氧化還原電勢和殘余氯濃度的多種官能水的實(shí)驗(yàn)中，也觀察到PCE的濃度隨時(shí)間減少，所以，證明了官能水和光照射對(duì)PCE分解的作用。
實(shí)施例8通過官能電解水和光照射進(jìn)行氯仿的分解除了用初始濃度為14ppm、32ppm和58ppm的氯仿代替TCE之外，進(jìn)行與實(shí)施例1相同的步驟，以考察官能水2在光照射條件下對(duì)氯仿的分解能力。結(jié)果見圖14。結(jié)果表明官能水能夠在光照射下分解氯仿。在其他使用不同pH值、氧化還原電勢和殘余氯濃度的多種官能水的實(shí)驗(yàn)中，也觀察到氯仿的濃度隨時(shí)間減少，所以，證明了官能水和光照射對(duì)氯仿分解的作用。
實(shí)施例9通過官能電解水和光照射進(jìn)行三氯乙烯和四氯乙烯混合物的分解除了用TCE和PCE的混合物代替TCE之外，進(jìn)行與實(shí)施例1相同的步驟，用于評(píng)估官能水2在光照射條件下對(duì)TCE和PCE混合物的分解特性。首先，采用氣密注射器通過丁基橡膠蓋將TCE和PCE的混合氣注入管形瓶中，使其初始濃度分別為10ppm和5ppm，假定它們完全溶解在其中的水中。結(jié)果見圖15。結(jié)果表明官能水能夠在光照射條件下分解TCE和PCE的混合物。
實(shí)施例10通過官能電解水和光照射進(jìn)行三氯乙烯和氯仿混合物的分解除了用TCE和氯仿的混合物代替TCE之外，進(jìn)行與實(shí)施例1相同的步驟，用于評(píng)估官能水2在光照射條件下對(duì)TCE和氯仿的分解特性。首先，采用氣密注射器通過丁基橡膠蓋將TCE和氯仿的混合物注入管形瓶中，使其初始濃度分別為10ppm，假定它們完全溶解在其中的水中。結(jié)果見圖16。結(jié)果表明官能水能夠在光照射條件下分解TCE和氯仿的混合物。
實(shí)施例11通過官能電解水和光照射進(jìn)行二氯一氟甲烷的分解除了用初始濃度為5ppm的氣態(tài)二氯一氟甲烷代替TCE之外，進(jìn)行與實(shí)施例1相同的步驟，用于評(píng)估官能水1的分解特性。結(jié)果見圖17。結(jié)果表明在幾小時(shí)至幾十個(gè)小時(shí)的光照射條件下，官能水與光照射結(jié)合能夠分解二氯一氟甲烷。隨后，使用官能水2和不同初始濃度的二氯一氟甲烷進(jìn)行類似的實(shí)驗(yàn)。圖17也顯示了由初始濃度為10ppm和50ppm開始的二氯一氟甲烷濃度的變化。所以，發(fā)現(xiàn)官能水能夠分解很大濃度范圍的二氯一氟甲烷。此外，用不同pH值、氧化還原電勢和殘余氯濃度的官能水評(píng)估二氯一氟甲烷分解效果，證實(shí)通過官能水與光照射結(jié)合處理，使得二氯一氟甲烷的濃度降低。
實(shí)施例12通過官能電解水和光照射進(jìn)行一氯二氟甲烷的分解除了用初始濃度為5ppm的一氯二氟甲烷代替二氯一氟甲烷之外，進(jìn)行與實(shí)施例11相同的步驟，用于評(píng)估官能水的分解特性。結(jié)果見圖18。證明在光照射條件下，官能水能夠分解一氯二氟甲烷。此外，用pH值、氧化還原電勢和殘余氯濃度不同的官能水評(píng)估一氯二氟甲烷分解效果，證實(shí)通過官能水與光照射結(jié)合處理，使得一氯二氟甲烷的濃度降低。
實(shí)施例13通過官能電解水和光照射進(jìn)行2，2-二氯-1，1，1-三氟甲烷的分解除了用2，2-二氯-1，1，1-三氟甲烷代替二氯一氟甲烷之外，進(jìn)行與實(shí)施例11相同的步驟，用于評(píng)估在光照下官能水2的分解特性。2，2-二氯-1，1，1-三氟甲烷的初始濃度為2.0ppm和5.0ppm。結(jié)果見圖19。結(jié)果表明在光照射條件下，官能水能夠分解2，2-二氯-1，1，1-三氟甲烷。此外，用不同pH值、氧化還原電勢和殘余氯濃度的官能水評(píng)估2，2-二氯-1，1，1-三氟甲烷分解效果，證實(shí)通過官能水與光照射結(jié)合處理，使得2，2-二氯-1，1，1-三氟甲烷的濃度降低。
實(shí)施例14通過官能電解水和光照射進(jìn)行四氟乙烷的分解除了用四氟乙烷代替之外，進(jìn)行與實(shí)施例11相同的步驟，用于評(píng)估官能水與光照射結(jié)合的分解特性。四氟乙烷的初始濃度設(shè)定為1.0ppm和3.0ppm。結(jié)果見圖20。結(jié)果表明在光照射條件下，官能水能夠分解四氟乙烷。此外，用不同pH值、氧化還原電勢和殘余氯濃度的官能水評(píng)估四氟乙烷分解效果，證實(shí)通過官能水與光照射結(jié)合處理，使得四氟乙烷的濃度降低。
實(shí)施例15通過官能電解水和光照射進(jìn)行聯(lián)苯的分解除了用初始濃度為20ppm的聯(lián)苯代替TCE之外，進(jìn)行與實(shí)施例1相同的步驟，用于評(píng)估官能水2與光照射結(jié)合的分解特性。在本實(shí)施例中，通過使用分光光度計(jì)(UV3100S商品名，Shimadzu Seisakusho)測量230-270nm的吸收峰，測定管形瓶中殘余的聯(lián)苯濃度，230-270nm處的吸收峰表明苯環(huán)的存在。光照射后，管形瓶中聯(lián)苯的吸收峰消失，表明官能水與光照射結(jié)合能夠使聯(lián)苯分解。此外，用不同pH值、氧化還原電勢和殘余氯濃度的官能水評(píng)估聯(lián)苯分解效果，證實(shí)通過官能水與光照射結(jié)合處理可使得聯(lián)苯分解。在使用純水代替官能水的對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，未觀察到聯(lián)苯的分解，這表明通過官能水和光照射可分解聯(lián)苯。
實(shí)施例16通過官能電解水和光照射進(jìn)行DDVA的分解除了用初始濃度為10ppm的脫氫二香草酸(DDVA)代替TCE之外，進(jìn)行與實(shí)施例15相同的步驟，用于評(píng)估官能水2與光照射結(jié)合的分解特性。DDVA是一種如下式所示具有聯(lián)苯鍵的化合物
在本實(shí)施例中，通過用分光光度計(jì)(UV3100S商品名，ShimadzuSeisakusho)測量230-270nm的吸收峰，測定管形瓶中殘余的DDVA濃度，230-270nm的吸收峰表明苯環(huán)的存在。光照射后，管形瓶中DDVA的吸收峰消失，表明官能水與光照射結(jié)合能夠使DDVA分解。此外，用不同pH值、氧化還原電勢和殘余氯濃度的官能水評(píng)估DDVA分解效果，證實(shí)通過官能水與光照射結(jié)合處理可使得DDVA分解。在使用純水代替官能水的對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，未觀察到DDVA的分解，顯示了DDVA的分解是由于官能水與光照射引起的。
實(shí)施例17通過官能電解水和光照射進(jìn)行PCBs的分解除了用初始濃度為15ppm的PCBs(Kanechlor KC-300商品名，Kanegafuchi Chemical Industry的產(chǎn)品)代替聯(lián)苯之外，進(jìn)行與實(shí)施例15相同的步驟，用于評(píng)估官能水2與光照射結(jié)合的分解特性。在本實(shí)施例中，采用氣相色譜測定管形瓶中殘余的PCBs濃度。光照射后，管形瓶中殘余的PCBs的吸收峰消失，表明官能水與光照射結(jié)合能夠使PCBs分解。此外，用不同pH值、氧化還原電勢和殘余氯濃度的官能水評(píng)估PCB分解效果，證實(shí)通過官能水與光照射結(jié)合處理可使得PCBs分解。在使用純水代替官能水的對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，未觀察到PCBs的分解，證實(shí)了官能水與光照射結(jié)合下PCBs的分解。
實(shí)施例18通過官能電解水和光照射進(jìn)行廢PCB的分解除了用初始濃度為10ppm的廢PCB代替PCBs之外，進(jìn)行與實(shí)施例17相同的步驟，用于評(píng)估官能水2與光照射結(jié)合的分解特性。在15℃，以120rpm搖動(dòng)管形瓶1小時(shí)后，用氣相色譜測量該實(shí)施例管形瓶中殘余PCB的濃度。結(jié)果，93％-97％的PCB分解。所以，證明官能水與光照射結(jié)合，可以在數(shù)小時(shí)內(nèi)分解廢PCB。在以純水代替官能水的對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，未觀察到廢PCB溶液的分解，這表明廢PCB是通過官能水與光照射結(jié)合而分解的。此外，用不同pH值、氧化還原電勢和殘余氯濃度的多種官能水評(píng)估廢PCB分解效果，使用任何官能水的情況下，廢PCB溶液的濃度隨時(shí)間減少，證實(shí)通過官能水與光照射結(jié)合可使得廢PCB分解。
實(shí)施例19通過官能電解水和光照射進(jìn)行三氯乙烯的分解在本實(shí)施例中，增溶的三氯乙烯直接與官能水接觸，評(píng)估TCE分解的效果。首先，在27.5ml的管形瓶中，加入18ml與實(shí)施例1所用的相同的官能水2，再加入200ppm的TCE溶液2.0ml，將管形瓶用聚四氟乙烯襯里的丁基橡膠蓋和鋁密封層氣密密封起來。隨后，按實(shí)施例1用光照射管形瓶，觀察到TCE的分解。更具體地說，就是在15℃下以120rpm搖動(dòng)管形瓶3小時(shí)，然后取出內(nèi)容物的等分試樣(0.5ml)。將試樣溶液立即置于含5ml正己烷的容器中并攪拌3分鐘。隨后，收集正己烷層，通過EDC氣相色譜分析檢測TCE濃度。結(jié)果，濃度小于0.03ppm。在使用純水代替官能水的對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，未觀察到TCE的分解。證明當(dāng)增溶的TCE與官能水進(jìn)行接觸時(shí)，TCE在官能水與光照射結(jié)合下也會(huì)分解。
實(shí)施例20分解氣態(tài)三氯乙烯的裝置制備如圖2所示的裝置。氣體入口管125將氣態(tài)TCE供給到強(qiáng)酸性官能水發(fā)生裝置123(強(qiáng)官能水發(fā)生器(FW200型)Amano的產(chǎn)品)的陽極一側(cè)。隨后，入口管125與氣體供應(yīng)單元127(標(biāo)準(zhǔn)氣體發(fā)生器，Gastec PD-18商品名)連接，提供含TCE的空氣。泵131和導(dǎo)管133成套安裝，從儲(chǔ)存溶液的槽129向裝置123提供電解質(zhì)水溶液。隨后，將裝置123的水槽101充入1g/l的氯化鈉電解質(zhì)溶液。接著，以50ml/min的速率向裝置123連續(xù)供應(yīng)含3000ppmTCE的空氣，同時(shí)運(yùn)行裝置。證實(shí)在陽極附近產(chǎn)出pH值為2.1、氧化還原電勢為1150mV且殘余的氯濃度為54mg/l的官能水。用光照射裝置166(黑光熒光燈FL10BLBToshiba的產(chǎn)品，10W)發(fā)出的光對(duì)水槽101內(nèi)部進(jìn)行照射。在裝置123的陽極一側(cè)105的排出口118排出的處理水儲(chǔ)存在廢液槽119中，從這里用己烷萃取TCE，并用帶有ECD檢測器的氣相色譜(GC-14BShimadzuSeisakusho的產(chǎn)品)測量廢液中TCE的濃度。其少于0.03ppm。
通過排出管135排出的氣體中TCE的濃度用帶有FID檢測器的氣相色譜(GC-14BShimadzu Seisakusho的產(chǎn)品；DB-624柱J&W Inc.的產(chǎn)品)測量。廢氣中TCE的濃度少于1ppm。所以，本發(fā)明的裝置能夠非常有效地分解TCE。
實(shí)施例21分解合成的污染溶液的裝置在本實(shí)施例中，圖3所示的裝置與強(qiáng)酸性官能水發(fā)生裝置123(強(qiáng)電解水發(fā)生器(FW200型)Amano的產(chǎn)品)結(jié)合。一組導(dǎo)管139和泵141是這樣排列的合成的污染溶液從槽137供給裝置123的水槽101的陽極一側(cè)105。電解質(zhì)的水溶液從儲(chǔ)槽129通過一組進(jìn)料泵131和導(dǎo)管133供給水槽101。加入到槽137的合成污染溶液的組成如下。
合成的污染溶液的組成TCE1,200mgPCE1,000mg氯仿 40mg水 1升在將合成污染溶液和電解質(zhì)的水溶液裝入水槽101之后，裝置123在能夠生產(chǎn)出pH值為2.1，氧化還原電勢為1100mV且殘余的氯濃度為50mg/l的官能水的條件下操作，電解1000mg/l的電解質(zhì)溶液11分鐘，同時(shí)用光照射裝置166(黑光熒光燈FL10BLBToshiba的產(chǎn)品，10W)發(fā)出的光對(duì)水槽101內(nèi)部進(jìn)行照射。在操作1小時(shí)后，從水槽101的排出口118排出的廢液儲(chǔ)存于廢物槽119中，并測量廢液中TCE、PCE和氯仿的濃度。結(jié)果，它們均少于0.1ppm。所以，使用本裝置，能夠非常有效地分解氯化的脂族烴化合物。
實(shí)施例22使用官能水連續(xù)分解三氯乙烯在本實(shí)施例中，圖6所示的裝置用于TCE的分解實(shí)驗(yàn)。將實(shí)施例1所用的相同強(qiáng)酸性官能水發(fā)生裝置123用于在其陽極一側(cè)生產(chǎn)pH值為2.1，氧化還原電勢為1100mV且殘余的氯濃度為50mg/l的官能水，隨后官能水通過泵145以100ml/min的流速連續(xù)供給分解塔151-1。分解塔151由5個(gè)以串聯(lián)方式連接的塔組成，以使TCE氣的平均停留時(shí)間延長。每個(gè)塔的容量為約1200ml。黑光熒光燈(FL10BLB商品名，Toshiba的產(chǎn)品，10W)用作光照射裝置166-1至166-5，照射各分解塔。每個(gè)塔的內(nèi)部用強(qiáng)度為1.2mW/cm2的光照射。用填料(Biscopal商品名，Rengo的產(chǎn)品)填充分解塔151至密度為0.1g/cm3，以促進(jìn)TCE氣體和官能水的接觸。將含2500ppm氣態(tài)TCE的空氣從氣體供應(yīng)單元127(標(biāo)準(zhǔn)氣體發(fā)生器，Gastec PD-1B商品名)以100ml/min的流速連續(xù)供給分解塔151-1的塔底。從塔151-5的排出口118排出的官能水儲(chǔ)存在廢物槽119中。用氣相色譜測量從氣體排出口121排出的氣體的TCE濃度。排出氣體中TCE的濃度少于0.1ppm，所以該裝置能夠非常有效地連續(xù)分解TCE。
實(shí)施例23用官能水連續(xù)分解合成的污染溶液在本實(shí)施例中，使用圖5所示的分解裝置進(jìn)行分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的試驗(yàn)。強(qiáng)酸性官能水發(fā)生裝置123(OASYS Bio HALF商品名，AsahiGlass Engineering的產(chǎn)品)用于在其陽極一側(cè)制備pH值為2.1，氧化還原電勢為1150mV且殘余的氯濃度為50mg/l的官能水，隨后將官能水通過泵145以45ml/min的流速連續(xù)供給分解容器143。具有如下所示組成的合成的污染溶液加入到污染溶液槽137中，并由此將溶液連續(xù)送至分解容器143。用光照射裝置166(黑光熒光燈FL10BLB商品名，Toshiba的產(chǎn)品，10W)發(fā)出的光對(duì)容器143的內(nèi)部進(jìn)行照射，強(qiáng)度為1.2mW/cm2。
污染合成溶液的組成TCE…600mgPCE…600mg氯仿…30mg水…1升分解容器143的容積為約6000ml，且TCE的平均停留時(shí)間為2小時(shí)。為了促進(jìn)合成的污染溶液與官能水的接觸，在容器143的內(nèi)部安裝了一個(gè)攪拌器149。將從容器143的出口118排出的官能水儲(chǔ)存在廢物槽119中，用氣相色譜測量廢液中所含TCE、PCE和氯仿的濃度。結(jié)果，它們均低于0.1ppm。所以，這表明該使用官能水的裝置能夠非常有效地連續(xù)分解氯代脂族烴化合物。實(shí)施例24通過官能水和光照射進(jìn)行三氯乙烯的分解首先，采用在陽極和陰極之間設(shè)有隔膜的強(qiáng)酸性官能水發(fā)生裝置(強(qiáng)電解水發(fā)生器(FW-200型)商品名，Amano的產(chǎn)品)制備各種官能水。使用本裝置，并改變待電解的水中的電解質(zhì)濃度和電解時(shí)間，制備官能水。用pH計(jì)(TCX-90i和KP900-2N商品名，Toko Chemical Laboratories的產(chǎn)品)和電導(dǎo)率測量儀(TCX-90i和KM900-2N商品名，Toko ChemicalLaboratories的產(chǎn)品)分別測量在陽極側(cè)得到官能水的pH值和氧化還原電勢，而用氯試紙(Advantec)測量官能水中氯的濃度。結(jié)果，隨電解質(zhì)濃度(氯化鈉，標(biāo)準(zhǔn)濃度1000mg/l)、電解電流和電解時(shí)間的不同，pH值的范圍在1.0-4.0之間，氧化還原電勢為800-1500mV以及氯濃度為5-150mg/l。另一方面，在陰極一側(cè)得到的堿性官能水的pH值為10-13，氧化還原電勢為-1000-800mV以及氯濃度為5mg/l。
在本實(shí)施例中，制備兩種類型的官能水用于鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的分解；一種是pH值為5，氧化還原電勢為400mV且殘余的氯濃度為20mg/l(以下稱為官能水1)，另一種是pH值為10，氧化還原電勢為620mV且殘余的氯濃度為20mg/l(以下稱為官能水2)。通過以1∶0.1的比例混合陽極一側(cè)產(chǎn)生的官能水和陰極一側(cè)產(chǎn)生的官能水而制得官能水1。通過以1∶1的比例混合酸性水和堿性水而制得官能水2。
隨后，準(zhǔn)備一些27.5ml的管形瓶并分為兩組(組1和組2)，將組1的每個(gè)管形瓶中裝入10ml官能水，同時(shí)在組2的每個(gè)管形瓶中裝入10ml官能水2。將所有的管形瓶用聚四氟乙烯襯里的丁基橡膠蓋和鋁密封層氣密密封起來。隨后，采用氣密注射器經(jīng)丁基橡膠蓋將TCE氣體注入每個(gè)管形瓶中，使TCE濃度達(dá)到25ppm，假定其完全溶解于管形瓶中的官能水中。接著，用黑光熒光燈(FL10BLB商品名，Toshiba的產(chǎn)品，10W)發(fā)出的光對(duì)兩組管形瓶進(jìn)行照射，同時(shí)在15℃下，以120rpm的速率搖動(dòng)。測量兩組中每個(gè)管形瓶的氣相中TCE的濃度隨時(shí)間的變化。光照射的強(qiáng)度為0.4mW/cm2。當(dāng)所有的TCE完全溶解于管形瓶的官能水中時(shí)，由氣相TCE濃度計(jì)算TCE的濃度。得到的結(jié)果見圖21。
所以，發(fā)現(xiàn)用光照射含TCE的官能水引起了TCE的分解。還發(fā)現(xiàn)使用不同類型的官能水，即pH值、氧化還原電勢和殘余的氯濃度不同也可以使TCE分解。
實(shí)施例25通過官能水和光照射進(jìn)行四氯乙烯的分解除了用初始濃度為5ppm的四氯乙烯(PCE)代替TCE之外，進(jìn)行與實(shí)施例24相同的步驟，用于評(píng)估官能水1和官能水2在光照射下分解PCE的分解特性。圖22顯示了實(shí)驗(yàn)中PCE的濃度明顯減少。所以，證明了光照射促進(jìn)PCE分解，并且不同類型的官能水(pH值、氧化還原電勢和殘余的氯濃度)在光照射下，PCE的濃度隨時(shí)間降低。
實(shí)施例26通過無隔膜電解得到的官能水和光照射進(jìn)行三氯乙烯的分解使用在陽極和陰極之間無隔膜的強(qiáng)電解水發(fā)生器(FW-200型商品名Amano的產(chǎn)品)，改變待電解的水中的電解質(zhì)濃度和電解時(shí)間，制備官能水。用pH計(jì)(TCX-90i和KP900-2N商品名，Toko Chemical Laboratories的產(chǎn)品)和電導(dǎo)率測量儀(TCX-90i和KM900-2N商品名，Toko ChemicalLaboratories的產(chǎn)品)分別測量在陽極側(cè)得到的酸性官能水的pH值和氧化還原電勢，而用氯試紙(Advantec)測量官能水中氯的濃度。結(jié)果，隨電解質(zhì)濃度(氯化鈉，標(biāo)準(zhǔn)濃度1000mg/l)、電解電流和電解時(shí)間的不同，pH值的范圍在4.0-10.0之間，氧化還原電勢為300-800mV以及氯濃度為2-70mg/l。所以，在本實(shí)施例中制備出pH值為7.9，氧化還原電勢為570mV且殘余的氯濃度為15mg/l的官能水用于分解鹵代的脂族烴化合物或芳族化合物。在電解質(zhì)濃度為1000mg/l下，運(yùn)行強(qiáng)電解水發(fā)生器11分鐘，得到官能水。隨后，準(zhǔn)備一些27ml的管形瓶，并在每個(gè)管形瓶中注入10ml官能水。將所有的管形瓶用聚四氟乙烯襯里的丁基橡膠蓋和鋁密封層氣密密封起來。準(zhǔn)備僅含10ml純水的管形瓶以證明官能水的效果。接著，采用氣密注射器經(jīng)丁基橡膠蓋將TCE氣體注入每個(gè)管形瓶中，使TCE濃度達(dá)到5ppm，假定其完全溶解于管形瓶中的官能水中。在緩慢搖動(dòng)內(nèi)容物3-4次之后，將所有的管形瓶置于陽光下直接照射2小時(shí)。光照射的強(qiáng)度為0.4-1.2mW/cm2。用氣密注射器在管形瓶的氣相中取樣，并進(jìn)行氣相色譜分析(GC-14B商品名，Shimadzu Seisakusho的產(chǎn)品(帶有FID檢測器)；DB-624柱，商品名，J&W Inc.的產(chǎn)品)，檢測每個(gè)管形瓶的氣相中TCE的濃度。當(dāng)假定所有TCE完全溶解在管形瓶中的官能水中時(shí)，由氣相TCE濃度計(jì)算TCE的濃度。結(jié)果，在4小時(shí)內(nèi)，含通過無隔膜電解得到的官能水的各管形瓶中的TCE濃度降至低于環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)值，在僅含純水的管形瓶中未觀察到TCE的分解。
所以，證明了在無隔膜的電解裝置中得到的官能水與光照射結(jié)合能夠完全分解TCE，且pH值、氧化還原電勢和殘余的氯濃度不同的官能水與光照結(jié)合也能夠分解TCE。
實(shí)施例27通過無隔膜電解得到的官能水和光照射進(jìn)行四氯乙烯的分解除了用初始濃度為2.5ppm的四氯乙烯(PCE)代替TCE之外，進(jìn)行與實(shí)施例26相同的步驟，用于評(píng)估通過無隔膜電解得到的官能水分解PCE的特性。結(jié)果，PCE的濃度在5小時(shí)之內(nèi)降至低于0.1ppm，而在不含官能水僅含水的對(duì)照試樣中沒有發(fā)生分解。所以，證明了通過無隔膜電解裝置得到的官能水在光照射下，能夠在幾小時(shí)之內(nèi)分解PCE。還發(fā)現(xiàn)使用不同pH值、氧化還原電勢和殘余的氯濃度的官能水也能使PCE濃度隨時(shí)間降低。這證明了通過無隔膜電解得到的官能水與光照射結(jié)合的效果。
實(shí)施例28通過無隔膜電解得到的官能水和光照射進(jìn)行氯仿的分解除了用初始濃度為10ppm的氯仿代替TCE之外，進(jìn)行與實(shí)施例26相同的步驟，用于評(píng)估通過無隔膜電解得到的官能水分解氯仿的特性。結(jié)果，氯仿的濃度在24小時(shí)后降至低于0.1ppm，而在不含官能水僅含水的對(duì)照試樣中沒有發(fā)生分解。所以，證明了通過無隔膜電解得到的官能水在光照射下能夠分解氯仿。還發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用不同pH值、氧化還原電勢和殘余的氯濃度的官能水時(shí)，氯仿濃度也隨時(shí)間降低，這證明了通過無隔膜電解得到的官能水與光照射結(jié)合的效果。
實(shí)施例29通過無隔膜電解得到的官能水和光照射進(jìn)行廢PCB溶液的分解除了用初始濃度為5ppm的廢PCB代替TCE之外，進(jìn)行與實(shí)施例26相同的步驟，用于評(píng)估通過無隔膜電解得到的官能水在光照下分解廢PCB的特性。結(jié)果，廢PCB的濃度在3.5小時(shí)后降至低于0.5ppm，而在以水代替官能水的對(duì)照試樣中沒有發(fā)生分解。所以，證明了官能水在光照射作用下，能夠在幾小時(shí)之內(nèi)分解廢PCB溶液。當(dāng)評(píng)價(jià)不同pH值、氧化還原電勢和殘余的氯濃度的官能水分解PCB的特性時(shí)，廢PCB溶液濃度也隨時(shí)間降低，這證明了通過無隔膜電解得到的官能水與光照射結(jié)合分解PCB的效果。
實(shí)施例30光的波長對(duì)通過官能電解水分解TCE的影響使用除去分隔電極的隔膜的強(qiáng)電解水發(fā)生器(FW-200型商品名，Amano的產(chǎn)品)制備官能水。在本實(shí)施例中，使用發(fā)生器電解1000mg/l的電解質(zhì)溶液11分鐘，制得pH值為7.9，氧化還原電勢為750mV且殘余的氯濃度為15mg/l的官能水。
隨后，準(zhǔn)備一些27ml的玻璃管形瓶并在每個(gè)管形瓶中注入10ml官能水，將其用聚四氟乙烯襯里的丁基橡膠蓋和鋁密封層氣密密封起來。接著，采用氣密注射器經(jīng)丁基橡膠蓋，將TCE氣體注入每個(gè)管形瓶中，使TCE濃度達(dá)到10ppm，假定其完全溶解于管形瓶中的官能水中。在緩慢搖動(dòng)內(nèi)容物3-4次之后，將管形瓶用濾光特征為280nm、370nm、440nm和540nm(UTF-50S-28U，SCF-50-37L，SCF-50-44L，SC-50-54Siguma Koki Kabushiki Kaisha的產(chǎn)品)的濾光片覆蓋，并置于直接的日光照射下。這些管形瓶的玻璃不使波長小于300nm的光透過。兩小時(shí)后，測量每個(gè)管形瓶的氣相中TCE的濃度。具體地說，通過氣密注射器在每個(gè)管形瓶的氣相中取樣，并進(jìn)行氣相色譜分析(帶有FID檢測器的GC-14BShimadzu Seisakusho的產(chǎn)品；DB-624柱J&W Inc.的產(chǎn)品)。測量每個(gè)波長范圍的TCE分解量和分解率。得到的結(jié)果見表2。
表2
從上表中可以清楚地看到，用300nm-550nm的波長范圍，特別是350nm-450nm的波長范圍的光照射，對(duì)TCE的分解有效。實(shí)施例31通過光照射和使用鹽酸、氯化鈉和次氯酸鈉制備的官能水進(jìn)行三氯乙烯的分解將鹽酸、氯化鈉和次氯酸鈉溶解在純水中，至濃度分別為0.001-0.1N、0.005-0.02N和0.0001-0.01M，制得水溶液。pH值、氧化還原電勢和殘余的氯濃度分別為1.0-4.0、800-1500mV和5-150mg/l。所以，水溶液與實(shí)施例1所用的官能水基本相同。制得含0.006N HCl、0.014N NaCl、0.002M次氯酸鹽的溶液時(shí)，其pH值為2.3，氧化還原電勢1180mV且殘余的氯濃度為105mg/l。該溶液用作本實(shí)施例實(shí)驗(yàn)中的合成官能水。對(duì)于本實(shí)驗(yàn)，除TCE的初始濃度為10ppm和15ppm之外，步驟與實(shí)施例1相同。結(jié)果見圖23。
這表明在將鹽酸、氯化鈉和次氯酸鈉溶解在水中制得的合成官能水中進(jìn)行光照射能使三氯乙烯完全分解。當(dāng)不同的pH值、氧化還原電勢和殘余的氯濃度的各種合成官能水用于分解TCE時(shí)，在光照射下TCE也能夠分解。相反，在使用純水的對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，TCE未分解，這證實(shí)TCE的分解是因?yàn)楣倌芩凸庹丈?。?shí)施例32通過光照射在使用鹽酸、氯化鈉和次氯酸鈉制備的官能水中進(jìn)行二氯一氟甲烷的分解在本實(shí)施例中，除了用初始濃度為5ppm或10ppm的二氯一氟甲烷代替三氯乙烯之外，進(jìn)行與實(shí)施例31相同的步驟，以評(píng)估合成官能水的分解特性。結(jié)果見圖24。這表明在通過溶解鹽酸、氯化鈉和次氯酸鈉制得的合成官能水中，通過光照射能夠使二氯一氟甲烷完全分解。當(dāng)不同的pH值、氧化還原電勢和殘余的氯濃度的各種官能水用于分解二氯一氟甲烷時(shí)，后者也能夠在光照射下分解。相反，在使用純水的對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，二氯一氟甲烷未分解，證實(shí)二氯一氟甲烷的分解是因?yàn)楣倌芩凸庹丈?。?shí)施例33通過光照射在使用鹽酸、氯化鈉和次氯酸鈉制得的合成官能水中進(jìn)行2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷的分解在本實(shí)施例中，除了用初始濃度為2.0ppm或5.0ppm的2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷代替TCE之外，進(jìn)行與實(shí)施例31相同的步驟，以評(píng)估合成官能水在光照下的分解特性。結(jié)果見圖25。這表明在幾十個(gè)小時(shí)內(nèi)通過合成官能水和光照射導(dǎo)致2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷分解。相反，在使用純水的對(duì)照實(shí)驗(yàn)中未見分解。這表明是官能水和光照射導(dǎo)致了2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷的分解。此外，當(dāng)多種不同的pH值、氧化還原電勢和殘余的氯濃度的合成官能水用于分解2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷時(shí)，后者也能夠在光照射下分解。實(shí)施例34通過光照射在使用鹽酸、氯化鈉和次氯酸鈉制得的合成官能水中進(jìn)行聯(lián)苯的分解在本實(shí)施例中，除了用初始濃度為15ppm的聯(lián)苯代替TCE之外，進(jìn)行與實(shí)施例31相同的步驟，以評(píng)估合成官能水的分解特性。在使用純水的對(duì)照實(shí)驗(yàn)中未見聯(lián)苯的分解。另一方面，當(dāng)用黑光熒光燈(FL10BLB商品名，Toshiba的產(chǎn)品，10W)發(fā)出的光對(duì)由鹽酸、氯化鈉和次氯酸鈉制備的合成官能水中的聯(lián)苯進(jìn)行照射時(shí)，管形瓶中聯(lián)苯產(chǎn)生的吸收峰消失。該結(jié)果表明在通過溶解HCl、NaCl和次氯酸鹽制備的合成官能水中進(jìn)行光照射能夠分解聯(lián)苯。也證實(shí)了使用不同的pH值、氧化還原電勢和殘余的氯濃度的各種官能水也能夠分解聯(lián)苯。實(shí)施例35通過光照射在使用鹽酸、氯化鈉和次氯酸鈉制備的合成官能水中進(jìn)行PCBs的分解在本實(shí)施例中，除了用初始濃度為15ppm的PCBs代替聯(lián)苯之外，進(jìn)行與實(shí)施例34相同的步驟，以評(píng)估合成官能水的分解特性。在使用純水的對(duì)照實(shí)驗(yàn)中未見PCBs的分解。另一方面，當(dāng)用黑光熒光燈(FL10BLB商品名，Toshiba的產(chǎn)品，10W)發(fā)出的光對(duì)由鹽酸、氯化鈉和次氯酸鈉制備的合成官能水中的PCBs進(jìn)行照射時(shí)，由PCBs產(chǎn)生的吸收峰消失。該結(jié)果表明在合成官能水中進(jìn)行光照射能夠分解PCBs。此外，當(dāng)使用不同的pH值、氧化還原電勢和殘余的氯濃度的各種官能水用于分解PCBs時(shí)，觀察到PCB的濃度隨時(shí)間降低，證實(shí)了光照射和官能水對(duì)PCB的分解。實(shí)施例36通過光照射在使用硫酸和次氯酸鈉制備的官能水中進(jìn)行三氯乙烯的分解將硫酸和次氯酸鈉溶解在純水中至濃廢分別為0.006N和0.002M，制得水溶液。pH值、氧化還原電勢和殘余的氯濃度分別為2.0、1200mV和120mg/l。所以，該水溶液與實(shí)施例1所用的官能水基本相同。該溶液用作本實(shí)施例實(shí)驗(yàn)中的合成官能水。對(duì)于本實(shí)驗(yàn)，除TCE的初始濃度為10ppm、30ppm和45ppm之外，步驟與實(shí)施例1相同。結(jié)果見圖26。
這表明在通過將硫酸和次氯酸鈉溶于水制備的合成官能水中進(jìn)行光照射能使三氯乙烯完全分解。當(dāng)不同的pH值、氧化還原電勢和殘余的氯濃度的各種合成官能水用于分解TCE時(shí)，在光照射下TCE也能夠分解。相反，在使用純水的對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，TCE未分解，證實(shí)TCE的分解是因?yàn)槭褂糜闪蛩岷痛温人徕c制備的官能水和光照射。實(shí)施例37在使用硫酸和次氯酸鈉制得的官能水中通過光照分解二氯一氟甲烷在該實(shí)施例中，除了用初始濃度為5.0ppm或10ppm的二氯一氟甲烷代替三氯乙烯外，重復(fù)實(shí)施例36的步驟，以測定合成官能水和光照作用的分解效果。附圖27表明了測定結(jié)果。
這表明在將硫酸和次氯酸鈉溶解在水中制得的合成官能水中，通過光照可完全分解二氯一氟甲烷。當(dāng)將pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度不同的各種合成官能水用于分解二氯一氟甲烷時(shí)，在光照條件下，二氯一氟甲烷也會(huì)分解。相反，在使用純水的對(duì)照試驗(yàn)中，二氯一氟甲烷不會(huì)分解，這證實(shí)了二氯一氟甲烷的分解歸因于由硫酸和次氯酸鈉制得的官能水和光照作用。實(shí)施例38在使用硫酸和次氯酸鈉制得的官能水中通過光照分解聯(lián)苯在該實(shí)施例中，除了用初始濃度為10ppm的聯(lián)苯代替三氯乙烯外，重復(fù)實(shí)施例36的步驟，以確定合成官能水和光照作用的分解效果。結(jié)果，由聯(lián)苯產(chǎn)生的吸收峰消失，這表明采用由硫酸和次氯酸鈉制得的官能水通過光照可分解聯(lián)苯。當(dāng)使用具有不同pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度的各種合成官能水時(shí)，通過任何該官能水和光照作用下，聯(lián)苯均會(huì)分解。另一方面，在使用純水的對(duì)照試驗(yàn)中，聯(lián)苯不會(huì)分解，這表明聯(lián)苯的分解歸因于合成官能水和光照作用。實(shí)施例39通過官能電解水和光照作用凈化含鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的廢氣使用附圖7中所示的通過使用官能水分解氣態(tài)鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的裝置，進(jìn)行凈化廢氣的模擬試驗(yàn)。在官能水發(fā)生器123(OASYS Bio HALF商品名，Asahi Glass Engineering的產(chǎn)品)的陽極側(cè)105制得的官能水儲(chǔ)存在儲(chǔ)槽153中，用泵155以100ml/min的流量將官能水從儲(chǔ)槽向下送入反應(yīng)柱151中。反應(yīng)柱151長為100cm，直徑為10cm，并以0.1g/cm3的密度填充有填料(BiscopalRengo的產(chǎn)品，粒徑2mm)。作為模擬用廢氣，在附圖7的槽127中制備含煙灰顆粒、氯乙烯、苯、苯酚、三氯乙烯和四氯乙烯的空氣(下文中稱作“廢氣”)，廢氣中煙灰顆粒、氯乙烯、苯、苯酚、三氯乙烯和四氯乙烯的含量如表3所示。在反應(yīng)柱151的頂部設(shè)置有官能水入口和廢氣入口，在底部設(shè)置有氣體排出口和水排出口。以15ml/min的流量向反應(yīng)柱151中提供模擬用廢氣，同時(shí)以100ml/min的流量引入官能水。通過水的電解獲得官能水，其pH值為2.1，氧化-還原電勢為1,000mV(采用鉑工作電極和銀-氯化銀參比電極)，氯濃度為45mg/l。在黑熒光燈(FL10BLB商品名，Toshiba的產(chǎn)品，10W)發(fā)射的光的照射作用下，使官能水與廢氣在填料表面接觸。將向下流至反應(yīng)柱151底部的官能水作為廢水從水排出口118排出。用帶有ECD檢測器的氣相色譜法檢測廢水的己烷萃取液，以測定廢水中所含的各種鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的濃度。結(jié)果，氯乙烯、苯、苯酚、三氯乙烯和四氯乙烯的濃度低于0.03ppm。流過反應(yīng)柱的廢氣由位于反應(yīng)柱底的廢氣排出口121排出。處理后的廢氣組分濃度示于下表3中。
然后，將10ml官能水注入27.5ml管形瓶中，然后，用特氟隆襯里的丁基橡膠蓋和鋁密封層進(jìn)行密封。之后，用氣密注射器經(jīng)丁基橡膠蓋向管形瓶中注入三氯乙烯氣體直至三氯乙烯的濃度為3ppm，假設(shè)管形瓶中所有的三氯乙烯均溶解在管形瓶中的水中。將管形瓶中的內(nèi)容物緩慢搖動(dòng)3-4次后，從正午開始，在日光直射下靜置管形瓶2小時(shí)。然后，用氣密注射器取樣管形瓶中的氣相，得到的樣品進(jìn)行氣相色譜分析(CG-14B(FID)商品名，ShimadzuSeisakusho的產(chǎn)品，DB-624柱商品名，J&W Inc.的產(chǎn)品)。結(jié)果，三氯乙烯的濃度低于環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)濃度。
因此，在光照下，用弱酸性水發(fā)生劑制得的官能水能完全分解三氯乙烯.通過改變Xinosan 21X的量制備具有不同pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度的官能水并用于分解三氯乙烯時(shí)，三氯乙烯也會(huì)分解。另一方面，在使用純水的對(duì)照試驗(yàn)中，三氯乙烯不會(huì)分解。因此，這表明分解歸因于用粉狀弱酸性水發(fā)生劑制得的官能水和光照作用。實(shí)施例41通過光照和氧化劑(次氯酸鈉)進(jìn)行分解將次氯酸鈉溶解在自來水中至濃度為2mM以制得官能水。得到的官能水的pH值為9.1，氧化-還原電勢為543mV且氯濃度為165mg/l。將該官能水稱作官能水a(chǎn)。另外，將次氯酸鈉溶解在自來水中至濃度為0.13mM，然后加入鹽酸至濃度為0.002N，從而制得另一個(gè)官能水，其pH值為2.6，氯濃度為9mg/l。將該官能水稱作官能水b。
然后，準(zhǔn)備好27.5ml的管形瓶，一組管形瓶中放入10ml官能水a(chǎn)，另一組管形瓶中放入10ml官能水b。然后，用特氟隆襯里的丁基橡膠蓋和鋁密封層密封管形瓶。之后，用氣密注射器經(jīng)丁基橡膠蓋向各個(gè)管形瓶中注入三氯乙烯氣體直至三氯乙烯濃度為10ppm，假設(shè)管形瓶中所有的三氯乙烯均溶解在管形瓶中的水中。將管形瓶內(nèi)容物緩慢搖動(dòng)3-4次后，從正午開始，在日光直射下靜置管形瓶2小時(shí)。然后，用氣密注射器取樣各管形瓶中的氣相，得到的樣品進(jìn)行氣相色譜分析(帶有FID檢測器的CG-14B商品名，ShimadzuSeisakusho的產(chǎn)品；DB-624柱商品名，J&W Inc.的產(chǎn)品)。結(jié)果，各試驗(yàn)組中的三氯乙烯濃度均低于0.1ppm。實(shí)施例42用不同類型的官能水進(jìn)行分解將次氯酸鈉溶解在自來水中至濃度為2mM以制得官能水。得到的官能水的pH值為9.1，氧化-還原電勢為543mV且氯濃度為165mg/l。將該官能水稀釋至氯濃度為10mg/l，將該樣品稱作樣品a，其pH值為7.1。然后，將實(shí)施例1的官能水2稀釋至氯濃度為10mg/l。該樣品稱作樣品b，其pH值為2.9。將實(shí)施例6中使用鹽酸、氯化鈉和次氯酸鈉制得的官能水也稀釋至氯濃度為10mg/l。將該樣品稱作樣品c，其pH值為3.l。然后，準(zhǔn)備容量為27.5ml的管形瓶，向各管形瓶中注入10ml樣品a、b和c中的一種，然后，用特氟隆襯里的丁基橡膠蓋和鋁密封層密封管形瓶。之后，用氣密注射器經(jīng)丁基橡膠蓋向各個(gè)管形瓶中注入三氯乙烯氣體直至三氯乙烯濃度為10ppm，假設(shè)管形瓶中所有的三氯乙烯均溶解在管形瓶中的水中。將管形瓶內(nèi)容物緩慢搖動(dòng)3-4次后，用黑熒光燈(FL10BLB商品名，Toshiba的產(chǎn)品)發(fā)射的光照射管形瓶2小時(shí)。然后，用氣密注射器取樣各管形瓶中的氣相，得到的樣品進(jìn)行氣相色譜分析(帶有FID檢測器的CG-14B商品名，Shimadzu Seisakusho的產(chǎn)品；DB-624柱商品名，J&W Inc.的產(chǎn)品)。結(jié)果，使用樣品a的三氯乙烯濃度為4.6ppm，使用樣品b的三氯乙烯濃度低于0.05ppm，使用樣品c的三氯乙烯濃度為3.3ppm。[通過官能電解水和光照進(jìn)行二氯甲烷的分解]實(shí)施例43通過官能電解水和光照進(jìn)行二氯甲烷的分解除了待分解的化合物是二氯甲烷并且光照強(qiáng)度為0.8mW/cm2-1.2mW/cm2外，重復(fù)實(shí)施例1的步驟，進(jìn)行二氯甲烷的分解試驗(yàn)。附圖28表示試驗(yàn)結(jié)果。
接著，除了初始濃度為60ppm外，按如上所述的相同方式進(jìn)行試驗(yàn)，以測定光照和官能水對(duì)二氯甲烷的分解特性。附圖28表示試驗(yàn)結(jié)果。另外，將具有不同pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度的官能水用于二氯甲烷的分解試驗(yàn)。使用每種官能水均能檢測到二氯甲烷的分解，這表明采用光照和官能水可分解二氯甲烷。實(shí)施例44通過官能電解水和光照分解二氯甲烷如實(shí)施例43制備官能水。在該實(shí)施例中，通過將含有1,000mg/l電解質(zhì)(氯化鈉)的水電解8分鐘，可制得pH值為2.3，氧化-還原電勢為1050mV且氯濃度為50mg/l的官能水。
然后，將50ml上述官能水注入到200ml管形瓶中，接著向其中注入100ml含二氯甲烷的水(5ppm)，用特氟隆襯里的丁基橡膠蓋和鋁密封層密封管形瓶。將管形瓶內(nèi)容物緩慢搖動(dòng)3-4次后，從正午開始，在日光直射下靜置管形瓶2小時(shí)。用紫外強(qiáng)度積分儀(SUV300T，TORAY的產(chǎn)品)測得光照強(qiáng)度為0.4-1.2mW/cm2。然后，用氣密注射器取樣管形瓶中的氣相，并進(jìn)行氣相色譜分析(帶有FID檢測器的CG-14BShimadzu Seisakusho的產(chǎn)品；DB-624柱商品名，J&W Inc.的產(chǎn)品)。結(jié)果，污染水的二氯甲烷濃度低于環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)濃度。實(shí)施例45通過官能電解水和光照分解二氯甲烷使用強(qiáng)酸性電解水發(fā)生器(OASYS Bio HALF商品名，Asahi GlassEngineering的產(chǎn)品)，通過將含有1,000mg/l電解質(zhì)(氯化鈉)的水電解制得官能水(pH值為2.2，氧化-還原電勢為1100mV且殘余氯濃度為50mg/l)。然后，準(zhǔn)備一組27ml的管形瓶，向各管形瓶中注入10ml經(jīng)2或5倍稀釋后的官能水。準(zhǔn)備好一個(gè)含有代替官能水的純水的管形瓶作為參比。用特氟隆襯里的丁基橡膠蓋和鋁密封層密封各管形瓶。然后，用氣密注射器經(jīng)丁基橡膠蓋向各個(gè)管形瓶中注入二氯甲烷氣體直至濃度為10ppm，假設(shè)管形瓶中所有的二氯甲烷均完全溶解在管形瓶中的水中。將管形瓶內(nèi)容物緩慢搖動(dòng)3-4次后，從正午開始，在日光直射下靜置所有的管形瓶4小時(shí)。光照強(qiáng)度為0.4-1.2mW/cm2。然后，用氣密注射器取樣各管形瓶中的氣相，并進(jìn)行氣相色譜分析(帶有FID檢測器的CG-14BShimadzu Seisakusho的產(chǎn)品；DB-624柱商品名，J&W Inc.的產(chǎn)品)。結(jié)果，4小時(shí)后，在經(jīng)2和5倍稀釋后的官能水中未檢測到二氯甲烷濃度，而在含有代替官能水的純水的樣品中未觀測到二氯甲烷的分解。實(shí)施例46光的波長對(duì)用官能電解水分解二氯甲烷的影響除了待分解的化合物為二氯甲烷外，以與實(shí)施例4相同的方式進(jìn)行試驗(yàn)，測定通過官能水和光照分解二氯甲烷與波長的相互關(guān)系。表4表示結(jié)果。
表4
根據(jù)上表，可明顯看出在300nm-550nm的波長范圍內(nèi)的光照，尤其是350nm-450nm波長范圍內(nèi)的光照對(duì)于二氯甲烷的分解是有效的。實(shí)施例47用于分解氣態(tài)二氯甲烷的裝置除了待分解化合物為初始?xì)怏w濃度是1,000ppm的二氯甲烷且流量為10ml/min外，重復(fù)實(shí)施例20的步驟。結(jié)果，廢溶液中二氯甲烷的濃度低于0.1ppm，由排出口135排出的氣體中二氯甲烷的濃度低于1ppm，這表明本發(fā)明的裝置能在很大程度上分解二氯甲烷。實(shí)施例48用于分解被二氯甲烷污染的溶液的裝置在該實(shí)施例中，組裝如附圖3所示的裝置，該裝置中包括有強(qiáng)酸性官能水發(fā)生裝置123(強(qiáng)電解水發(fā)生器，型號(hào)FW200Amano的產(chǎn)品)。設(shè)置一組導(dǎo)管139和泵141，以便將合成的污染溶液由槽137輸送到裝置123的水槽101的陽極側(cè)105。用一組進(jìn)料泵131和導(dǎo)管133將電解質(zhì)水溶液由儲(chǔ)槽129輸送至水槽101。將具有下述組成的合成的污染溶液注入槽137中。合成的污染溶液的組成二氯甲烷 1200mg水 1升在水槽101中注入合成的污染溶液和電解質(zhì)水溶液后，在一定條件下操作裝置123，通過將1000mg/l的電解質(zhì)溶液電解11分鐘，可制得pH值為2.1，氧化-還原電勢為1100mV且殘余氯濃度為50mg/l的官能水，同時(shí)，用光照設(shè)備166(黑光熒光燈FL10BLBToshiba的產(chǎn)品，10W)發(fā)射的光照射水槽101的內(nèi)部。操作1小時(shí)后，將由水槽101的排出口118排出的廢溶液儲(chǔ)存在廢料槽119中并檢測廢溶液中二氯甲烷的濃度。結(jié)果，濃度低于0.1ppm。因而，使用該裝置可以非常有效地分解二氯甲烷。實(shí)施例49用官能水連續(xù)分解二氯甲烷除了待分解化合物為二氯甲烷，初始?xì)庀喽燃淄闈舛葹?500ppm，流量為75ml/min并且光照強(qiáng)度為0.8-1.2mw/cm2外，重復(fù)實(shí)施例22的步驟。結(jié)果，廢氣中二氯甲烷的濃度低于0.1ppm，這表明上述裝置在二氯甲烷的連續(xù)分解中是有效的。實(shí)施例50通過中性官能水和光照分解二氯甲烷除了待分解化合物為二氯甲烷，初始濃度為10ppm，光照強(qiáng)度為0.4-1.2mw/cm2并且光照時(shí)間為2小時(shí)外，重復(fù)實(shí)施例24的步驟。結(jié)果，當(dāng)使用官能水1時(shí)，二氯甲烷被分解至濃度為7.3ppm，而當(dāng)使用官能水2時(shí)，該化合物被分解至濃度為2.3ppm。
因此，發(fā)現(xiàn)光照中性官能水可促進(jìn)二氯甲烷的分解。而且，使用具有不同pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度的官能水，通過光照可將二氯甲烷分解。實(shí)施例51在通過無隔膜電解獲得的官能水中通過光照分解二氯甲烷除了待分解化合物為二氯甲烷，初始濃度為5ppm并且在日光直射下(光照強(qiáng)度為0.4-0.8mw/cm2)光照2小時(shí)外，重復(fù)實(shí)施例26的步驟。
結(jié)果，含有由無隔膜電解獲得的官能水的各管形瓶中二氯甲烷的濃度下降至低于檢測限，而在僅含純水的管形瓶中未觀測到二氯甲烷的分解。
因而，這證實(shí)在光照條件下，在無隔膜電解裝置中獲得的官能水能完全分解二氯甲烷。而且，在光照條件下，使用具有不同pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度的官能水可將二氯甲烷分解。實(shí)施例52在使用鹽酸、氯化鈉和次氯酸鈉制得的官能水中通過光照分解二氯甲烷除了按實(shí)施例31制備官能水(pH值為2.3，氧化-還原電勢為1180mV且殘余氯濃度為75mg/l)，標(biāo)的化合物為初始濃度是20ppm的二氯甲烷并且光照時(shí)間為3小時(shí)外，按實(shí)施例43的方式進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果，二氯甲烷濃度降至檢測限以下。
這表明在將鹽酸、氯化鈉和次氯酸鈉溶解在水中制得的合成官能水中，通過光照能完全分解二氯甲烷。當(dāng)使用具有不同pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度的合成官能水時(shí)，在光照條件下也能將二氯甲烷分解。實(shí)施例53在使用硫酸和次氯酸鈉制得的官能水中通過光照分解二氯甲烷在該實(shí)施例中，按實(shí)施例36制備官能水(pH值為2.0，氧化-還原電勢為1200mV且殘余氯濃度為120mg/l)。除了二氯甲烷初始濃度為10ppm外，重復(fù)實(shí)施例52的步驟。結(jié)果，二氯甲烷濃度降至檢測限以下。
因此，在光照條件下，用硫酸和次氯酸鈉制得的官能水能完全分解二氯甲烷。而且，當(dāng)使用具有不同pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度的各種合成官能水時(shí)，在光照條件下也能將二氯甲烷分解。另外，在使用純水的參比試驗(yàn)中，二氯甲烷不分解，這表明分解歸因于用硫酸和次氯酸鈉制得的官能水和光照作用。實(shí)施例54在使用粉狀弱酸性水發(fā)生劑制得的官能水中通過光照進(jìn)行分解在該實(shí)施例中，除了待分解化合物為二氯甲烷且初始二氯甲烷濃度為3ppm外，重復(fù)實(shí)施例40的步驟。結(jié)果，二氯甲烷濃度降至檢測限以下。
因此，在光照條件下，使用粉狀弱酸性水發(fā)生劑制得的官能水能完全分解二氯甲烷。當(dāng)使用通過改變Xinosan 21X的量制得的具有不同pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度的官能水時(shí)，二氯甲烷也能分解。另外，在使用純水的參比試驗(yàn)中，二氯甲烷不分解。這表明分解歸因于使用粉狀弱酸性水發(fā)生劑制得的官能水和光照作用。實(shí)施例55在使用氧化劑(次氯酸鈉)制得的官能水中通過光照進(jìn)行分解將次氯酸鈉溶解在自來水中至濃度為2mM以制得官能水。制得的官能水pH值為9.1，氧化-還原電勢為543mV且氯濃度為165mg/l。將該官能水稱作官能水a(chǎn)。另外，將次氯酸鈉溶解在自來水中至濃度為0.13mM，然后將鹽酸溶解在其中至濃度為0.002N，從而制得另一個(gè)官能水，其pH值為2.6，氯濃度為9mg/l。將該官能水稱作官能水b。
然后，準(zhǔn)備好27.5ml的管形瓶，一組管形瓶中放入10ml官能水a(chǎn)，另一組管形瓶中放入10ml官能水b。然后，用特氟隆襯里的丁基橡膠蓋和鋁密封層密封管形瓶。之后，用氣密注射器經(jīng)丁基橡膠蓋向各個(gè)管形瓶中注入二氯甲烷氣體直至二氯甲烷濃度為10ppm，假設(shè)管形瓶中所有的二氯甲烷均溶解在管形瓶中的水中。將管形瓶內(nèi)容物緩慢搖動(dòng)3-4次后，從正午開始，在日光直射下靜置管形瓶2小時(shí)。然后，用氣密注射器取樣各管形瓶中的氣相，得到的樣品進(jìn)行氣相色譜分析(帶有FID檢測器的CG-14B商品名，ShimadzuSeisakusho的產(chǎn)品；DB-624柱商品名，J&W Inc.的產(chǎn)品)。結(jié)果，各試驗(yàn)組中的二氯甲烷濃度均低于0.1ppm。實(shí)施例56通過光照和官能電解水分解順-1，2-二氯乙烯在該實(shí)施例中，除了待分解化合物為順-1，2-二氯乙烯，初始濃度為1.0ppm并且光照條件為在0.2-0.6mW/cm2強(qiáng)度下光照1小時(shí)外，以實(shí)施例43的相同方式進(jìn)行分解試驗(yàn)。1小時(shí)后，管形瓶中順-1，2-二氯乙烯的平均濃度為0.01ppm。1.5小時(shí)后，濃度降至檢測限以下。在使用純水的參比試驗(yàn)中未觀測到順-1，2-二氯乙烯的分解，這表明分解歸因于官能水和光照作用。
接著，將濃度為10ppm的順-1，2-二氯乙烯溶液注入到27.5ml管形瓶的瓶頸處，不在管形瓶中留空間，進(jìn)行類似的試驗(yàn)，以測定官能水和光照作用對(duì)順-1，2-二氯乙烯的分解。結(jié)果，1小時(shí)光照后，濃度低于0.67ppm。當(dāng)使用具有不同pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度的官能水時(shí)，在任何情況下均能觀測到順-1，2-二氯乙烯的濃度隨時(shí)間下降。實(shí)施例57通過陽光和官能電解水分解順-1，2-二氯乙烯如實(shí)施例56制備官能水。在該實(shí)施例中，通過將含有1000mg/l電解質(zhì)(氯化鈉)的水電解8分鐘可制得pH值為2.3，氧化-還原電勢為1050mV且殘余氯濃度為50mg/l的官能水。
然后，將50ml上述官能水注入到200ml管形瓶中，接著向其中注入順-1，2-二氯乙烯至濃度為20ppm。用特氟隆襯里的丁基橡膠蓋和鋁密封層密封管形瓶。將管形瓶內(nèi)容物緩慢搖動(dòng)3-4次后，從正午開始，在日光直射下靜置管形瓶2小時(shí)。用紫外強(qiáng)度積分儀(SUV300T，TORAY的產(chǎn)品)測得光照強(qiáng)度為0.4-1.2mW/cm2。然后，用氣密注射器取樣管形瓶中的氣相，并進(jìn)行氣相色譜分析(帶有FID檢測器的CG-14BShimadzu Seisakusho的產(chǎn)品；DB-624柱商品名，J&W Inc.的產(chǎn)品)。結(jié)果，順-1，2-二氯乙烯濃度降至0.03ppm或更低。實(shí)施例58通過光照和稀釋的官能電解水分解順-1，2-二氯乙烯使用強(qiáng)酸性電解水發(fā)生器(OASYS Bio HALF商品名，Asahi GlassEngineering的產(chǎn)品)，通過將含有0.1％電解質(zhì)(氯化鈉)的水電解可制得官能水(pH值為2.2，氧化-還原電勢為1100mV且殘余氯濃度為50mg/l)。用自來水稀釋官能水得到70％和50％的官能水。然后，將10ml稀釋的官能水或作參比的純水注入到27ml管形瓶中。用特氟隆襯里的丁基橡膠蓋和鋁密封層密封各管形瓶。然后，用氣密注射器經(jīng)丁基橡膠蓋向各個(gè)管形瓶中注入順-1，2-二氯乙烯氣體直至濃度為1.0ppm，假設(shè)管形瓶中所有的順-1，2-二氯乙烯均溶解在管形瓶中的水中。將管形瓶內(nèi)容物緩慢搖動(dòng)3-4次后，在日光直射下靜置所有的管形瓶4小時(shí)。光照強(qiáng)度為0.4-1.2mW/cm2。然后，用氣密注射器取樣各管形瓶中的氣相，并進(jìn)行氣相色譜分析(帶有FID檢測器的CG-14BShimadzu Seisakusho的產(chǎn)品；DB-624柱是J&W Inc.的產(chǎn)品)測定順-1，2-二氯乙烯的濃度。結(jié)果，在70％和50％的官能水中不能檢測到順-1，2-二氯乙烯的濃度。在含有代替官能水的純水的樣品中未觀測到分解。實(shí)施例59光的波長對(duì)用官能電解水分解順-1，2-二氯乙烯的影響除了待分解化合物為順-1，2-二氯乙烯，初始濃度為10ppm并且進(jìn)行光照0.5小時(shí)外，以與實(shí)施例46相同的方式進(jìn)行試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算各波長范圍內(nèi)的分解量以獲得分解率。結(jié)果列于下表5中。
表5
根據(jù)上表可明顯看出在300nm-550nm的波長范圍內(nèi)的光照，尤其是350nm-450nm波長范圍內(nèi)的光照對(duì)于順-1，2-二氯乙烯的分解是有效的。實(shí)施例60用于分解氣態(tài)順-1，2-二氯乙烯的裝置在該實(shí)施例中，除了待分解化合物為順-1，2-二氯乙烯，初始?xì)怏w濃度是1,000ppm且流速為10ml/min外，重復(fù)實(shí)施例47的步驟。
結(jié)果，廢溶液中順-1，2-二氯乙烯的濃度低于檢測限，在由排出口135排出的氣體中順-1，2-二氯乙烯的濃度低于20ppm，這表明本發(fā)明的裝置能在很大程度上分解順-1，2-二氯乙烯。實(shí)施例61通過中性官能水和光照分解順-1，2-二氯乙烯在該實(shí)施例中除了待分解化合物用順-1，2-二氯乙烯代替并且選擇的順-1，2-二氯乙烯初始濃度為1.0ppm外，重復(fù)實(shí)施例50的步驟。結(jié)果，當(dāng)使用官能水1時(shí)，順-1，2-二氯乙烯被分解至濃度為0.28ppm，而當(dāng)使用官能水2時(shí)，該化合物被分解至濃度為0.16ppm。
因此，發(fā)現(xiàn)光照中性官能水可促進(jìn)順-1，2-二氯乙烯的分解。而且，使用具有不同pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度的官能水，通過光照可分解順-1，2-二氯乙烯。實(shí)施例62在通過無隔膜電解獲得的官能電解水中通過光照分解順-1，2-二氯乙烯除了待分解化合物為順-1，2-二氯乙烯，順-1，2-二氯乙烯初始濃度為10ppm外，重復(fù)實(shí)施例51的步驟。結(jié)果，在通過無隔膜電解獲得的官能水中，順-1，2-二氯乙烯的濃度下降至低于3.7ppm，在未使用官能水而僅使用水的情況下，未觀測到順-1，2-二氯乙烯的分解。
因此，在光照條件下，通過無隔膜電解制得的官能水能完全分解順-1，2-二氯乙烯。而且，在光照條件下，具有不同pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度的官能水可將順-1，2-二氯乙烯分解。實(shí)施例63在使用鹽酸、氯化鈉和次氯酸鈉制得的官能水中通過光照分解順-1，2-二氯乙烯在該實(shí)施例中，除了待分解化合物為順-1，2-二氯乙烯，初始濃度為20ppm且光照2小時(shí)外，重復(fù)實(shí)施例52的步驟。結(jié)果，順-1，2-二氯乙烯的濃度降至0.05ppm或更低。
因此，在光照條件下，使用鹽酸、氯化鈉和次氯酸鈉制得的官能水能完全分解順-1，2-二氯乙烯。而且，在光照條件下，以類似方式制得的具有不同pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度的官能水也可將順-1，2-二氯乙烯分解。實(shí)施例64在使用硫酸和次氯酸鈉制得的官能水中通過光照分解順-1，2-二氯乙烯在該實(shí)施例中，將硫酸和次氯酸鈉分別溶解在純水中至0.006N和0.002M，制得一種溶液。其pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度分別為2.0、1200mV和120mg/l。除了順-1，2-二氯乙烯初始濃度為5ppm外，重復(fù)實(shí)施例63的步驟。結(jié)果，順-1，2-二氯乙烯濃度降至檢測限以下。
因此，在光照條件下，用硫酸和次氯酸鈉制得的官能水能完全分解順-1，2-二氯乙烯。而且，當(dāng)使用具有不同pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度的各種官能水時(shí)，在光照條件下也能將順-1，2-二氯乙烯分解。另外，在使用純水的參比試驗(yàn)中，順-1，2-二氯乙烯不分解，這表明分解歸因于用硫酸和次氯酸鈉制得的官能水和光照作用。實(shí)施例65在使用粉狀弱酸性水發(fā)生劑制得的官能水中通過光照進(jìn)行分解在該實(shí)施例中，除了待分解化合物為初始濃度為1.0ppm的順-1，2-二氯乙烯且從上午10時(shí)起在日光直射下光照4小時(shí)外，重復(fù)實(shí)施例40的步驟。結(jié)果，順-1，2-二氯乙烯濃度降至檢測限以下。
因此，在光照條件下，使用弱酸性水發(fā)生劑制得的官能水能完全分解順-1，2-二氯乙烯。而且，當(dāng)使用通過改變Xinosan 21X的量制得的具有不同pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度的官能水時(shí)，順-1，2-二氯乙烯也能分解。另外，在使用純水的參比試驗(yàn)中，順-1，2-二氯乙烯不分解。這表明分解歸因于使用弱酸性水發(fā)生劑制得的官能水和光照作用。實(shí)施例66通過官能電解水和光照分解反-1，2-二氯乙烯在該實(shí)施例中，除了待分解化合物為初始濃度為15ppm的反-1，2-二氯乙烯外，重復(fù)實(shí)施例56的步驟。結(jié)果，反-1，2-二氯乙烯的濃度降至0.03ppm或更低。
因此，發(fā)現(xiàn)在官能水中進(jìn)行光照可分解反-1，2-二氯乙烯。當(dāng)使用具有不同pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度的官能水時(shí)，反-1，2-二氯乙烯也能分解。另外，在使用純水的參比試驗(yàn)中，反-1，2-二氯乙烯不分解，這表明分解歸因于官能水和光照。
另外還證實(shí)使用實(shí)施例62中通過無隔膜電解獲得的官能水或使用實(shí)施例63中由鹽酸、氯化鈉和次氯酸鈉制得的官能水均能分解反-1，2-二氯乙烯。實(shí)施例67通過官能電解水和光照分解1，1-二氯乙烯在該實(shí)施例中，除了待分解化合物為初始濃度為65ppm的1，1-二氯乙烯外，重復(fù)實(shí)施例65的步驟。結(jié)果，1，1-二氯乙烯的濃度降至0.03ppm或更低。
因此發(fā)現(xiàn)通過將官能水與光照相結(jié)合可將1，1-二氯乙烯分解。當(dāng)使用具有不同pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度的官能水時(shí)，1，1-二氯乙烯也能分解。另外，在使用純水的參比試驗(yàn)中，1，1-二氯乙烯不分解，這表明分解歸因于官能水和光照。
另外還證實(shí)使用實(shí)施例62中通過無隔膜電解獲得的官能水和使用實(shí)施例63中由鹽酸、氯化鈉和次氯酸鈉制得的官能水均能分解1，1-二氯乙烯。實(shí)施例68通過官能電解水和光照分解氯苯在該實(shí)施例中，除了待分解化合物為初始濃度為0.6ppm的氯苯且在0.2-0.6mW/cm2的光照強(qiáng)度下光照2小時(shí)外，重復(fù)實(shí)施例43的步驟。結(jié)果，管形瓶中氯苯的平均濃度降至0.03ppm。在類似的條件下，在再光照管形瓶1.5小時(shí)后，濃度降至檢測限以下。在使用純水的參比試驗(yàn)中，未觀測到氯苯的分解。因此，氯苯的分解歸因于官能水和光照。
另外，進(jìn)行相同的試驗(yàn)，只是初始濃度為6ppm。2小時(shí)后，濃度下降至0.58ppm。而且，當(dāng)使用具有不同pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度的官能水時(shí)，氯苯也能分解。實(shí)施例69通過官能電解水和日光分解氯苯如實(shí)施例68制備官能水。在該實(shí)施例中，通過將含有1000mg/l電解質(zhì)(氯化鈉)的水電解8分鐘可制得pH值為2.3，氧化-還原電勢為1050mV且殘余氯濃度為50mg/l的官能水。
然后，將50ml上述官能水注入到200ml管形瓶中，接著向其中注入氯苯至濃度為50ppm。用特氟隆襯里的丁基橡膠蓋和鋁密封層密封管形瓶。將管形瓶內(nèi)容物緩慢搖動(dòng)3-4次后，從正午開始，在日光直射下靜置管形瓶2小時(shí)。用紫外強(qiáng)度積分儀(SUV300T，TORAY的產(chǎn)品)測得光照強(qiáng)度為0.4-0.8mW/cm2。然后，用氣密注射器取樣管形瓶中的氣相，并進(jìn)行氣相色譜分析(帶有FID檢測器的CG-14BShimadzu Seisakusho的產(chǎn)品；DB-624柱商品名，J&W Inc.的產(chǎn)品)。結(jié)果，氯苯濃度降至26.5ppm。實(shí)施例70通過稀釋的官能電解水和光照分解氯苯使用強(qiáng)酸性電解水發(fā)生器(OASYS Bio HALF商品名，Asahi GlassEngineering的產(chǎn)品)，通過將含有0.1％電解質(zhì)(氯化鈉)的水電解可制得官能水(pH值為2.2，氧化-還原電勢為1100mV且殘余氯濃度為50mg/l)。用自來水稀釋官能水得到70％和50％的官能水。然后，將10ml稀釋的官能水或作參比的純水注入到27ml管形瓶中。用特氟隆襯里的丁基橡膠蓋和鋁密封層密封各管形瓶。然后，用氣密注射器經(jīng)丁基橡膠蓋向各個(gè)管形瓶中注入氯苯氣體直至濃度為0.5ppm，假設(shè)管形瓶中所有的氯苯均溶解在管形瓶中的水中。將管形瓶內(nèi)容物緩慢搖動(dòng)3-4次后，在日光直射下靜置所有的管形瓶4小時(shí)。光照強(qiáng)度為0.4-1.2mW/cm2。然后，用氣密注射器取樣各管形瓶中的氣相，并進(jìn)行氣相色譜分析(帶有FID檢測器的CG-14BShimadzu Seisakusho的產(chǎn)品；DB-624柱是J&W Inc.的產(chǎn)品)測定氯苯的濃度。結(jié)果，4小時(shí)后，在70％和50％的官能水中不能檢測到氯苯的濃度。在含有代替官能水的純水的樣品中未觀測到分解。實(shí)施例70光的波長對(duì)通過官能電解水分解氯苯的影響除了待分解化合物為氯苯，初始濃度為10ppm外，以與實(shí)施例46相同的方式進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果列于表6中。
表6<
>根據(jù)上表，可明顯看出在300nm-550nm波長范圍內(nèi)的光照，尤其是350nm-450nm波長范圍內(nèi)的光照對(duì)于氯苯的分解是有效的。實(shí)施例72用于分解氣態(tài)氯苯的裝置在該實(shí)施例中，除了待分解化合物為氯苯，初始濃度是100ppm且流量為10ml/min外，重復(fù)實(shí)施例47的步驟。
結(jié)果，廢溶液中氯苯濃度低于檢測限，在由排出口135排出的氣體中氯苯濃度低于5ppm，這表明本發(fā)明的裝置能在很大程度上分解氯苯。實(shí)施例73通過中性官能水和光照分解氯苯除了待分解化合物用氯苯代替并且氯苯初始濃度為1.0ppm外，重復(fù)實(shí)施例50的步驟。結(jié)果，當(dāng)使用官能水1時(shí)，氯苯被分解至濃度為0.78ppm，而當(dāng)使用官能水2時(shí)，化合物被分解至濃度為0.21ppm。
因此，發(fā)現(xiàn)光照中性官能水可促進(jìn)氯苯的分解。而且，使用具有不同pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度的官能水，通過光照可分解氯苯。實(shí)施例74在通過無隔膜電解獲得的官能電解水中通過光照分解氯苯除了待分解化合物為氯苯，氯苯初始濃度為10ppm外，重復(fù)實(shí)施例51的步驟。結(jié)果，在通過無隔膜電解獲得的官能水中，氯苯的濃度下降至低于1.8ppm，在未使用官能水而僅使用水的情況下，未觀測到氯苯的分解。
因此，在光照條件下，通過無隔膜電解制得的官能水能完全分解氯苯。而且，在光照條件下，具有不同pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度的官能水可將氯苯分解。實(shí)施例75在使用鹽酸、氯化鈉和次氯酸鈉制得的官能水中通過光照分解氯苯在該實(shí)施例中，除了待分解化合物為氯苯，初始濃度為5ppm外，重復(fù)實(shí)施例52的步驟。結(jié)果，氯苯的濃度降至0.5ppm或更低。
因此，在光照條件下，使用鹽酸、氯化鈉和次氯酸鈉制得的官能水能完全分解氯苯。而且，在光照條件下，以類似方式制得的具有不同pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度的官能水也可將氯苯分解。實(shí)施例76在使用硫酸和次氯酸鈉制得的官能水中通過光照分解氯苯在該實(shí)施例中，將硫酸和次氯酸鈉分別溶解在純水中至0.006N和0.002M，制得一種溶液。其pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度分別為2.0、1200mV和120mg/l。除了氯苯初始濃度為1.0ppm外，重復(fù)實(shí)施例75的步驟。結(jié)果，氯苯濃度降至檢測限以下。
因此，在光照條件下，用硫酸和次氯酸鈉制得的官能水能完全分解氯苯。而且，當(dāng)使用具有不同pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度的各種官能水時(shí)，在光照條件下氯苯也能分解。另外，在使用純水的參比試驗(yàn)中，氯苯不分解，這表明分解歸因于用硫酸和次氯酸鈉制得的官能水和光照作用。實(shí)施例77在使用粉狀弱酸性水發(fā)生劑制得的官能水中通過光照進(jìn)行分解在該實(shí)施例中，除了待分解化合物為初始濃度為0.5ppm的氯苯外，重復(fù)實(shí)施例65的步驟。結(jié)果，氯苯濃度降至檢測限以下。
因此，在光照條件下，使用弱酸性水發(fā)生劑制得的官能水能完全分解氯苯。而且，當(dāng)使用通過改變Xinosan 21X的量制得的具有不同pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度的官能水時(shí)，氯苯也能分解。另外，在使用純水的參比試驗(yàn)中，氯苯不分解。這表明分解歸因于使用弱酸性水發(fā)生劑制得的官能水和光照作用。實(shí)施例78通過光照和官能電解水分解1，4-二氯苯使用強(qiáng)酸性電解水發(fā)生器(OASYS Bio HALF商品名，Asahi GlassEngineering的產(chǎn)品)，通過將含有0.1％電解質(zhì)(氯化鈉)的水電解可制得官能水(pH值為2.3，氧化-還原電勢為1100mV且殘余氯濃度為60mg/l)。將10ml官能水注入到27ml玻璃管形瓶中。然后使1，4-二氯苯的濃度為15ppm。然后，用黑光熒光燈(FL10BLBToshiba的產(chǎn)品，10W)發(fā)射的光照射管形瓶。光照強(qiáng)度為0.2-0.6mW/cm2。用分光光度法通過使用分光光度計(jì)(UV3100S商品名，Shimadzu Seisakusho)測定230-270nm處的吸收峰(該峰表明存在苯環(huán))來檢測管形瓶中1，4-二氯苯的殘余濃度。管形瓶中1，4-二氯苯的吸收峰衰退，光照2小時(shí)后，吸收峰降至光照前峰的40％。
因此，官能水和光照可完全分解1，4-二氯苯。當(dāng)使用具有不同pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度的官能水時(shí)，1，4-二氯苯也分解。另外，在使用純水的參比試驗(yàn)中，1，4-二氯苯不分解。這表明分解歸因于官能水和光照作用。
另外還證實(shí)使用實(shí)施例74中通過無隔膜電解獲得的官能水和使用實(shí)施例75中由鹽酸、氯化鈉和次氯酸鈉制得的官能水均能分解1，4-二氯苯。實(shí)施例79通過官能電解水和光照分解六氯苯使用強(qiáng)酸性電解水發(fā)生器(OASYS Bio HALF商品名，Asahi GlassEngineering的產(chǎn)品)，通過將含有0.1％電解質(zhì)(氯化鈉)的水電解可制得官能水(pH值為2.3，氧化-還原電勢為1100mV且殘余氯濃度為60mg/l)。然后，將5ml六氯苯溶液注入到27ml玻璃管形瓶中至濃度為80ppm，向其中加入3％的乙醇以促進(jìn)六氯苯的溶解。然后加入5ml的官能水使總體積為10ml。然后，用黑光熒光燈(FL10BLBToshiba的產(chǎn)品，10W)發(fā)射的光照射管形瓶。光照強(qiáng)度為0.2-0.6mW/cm2。用分光光度法通過使用分光光度計(jì)(UV3100S商品名，Shimadzu Seisakusho)測定230-270nm處的吸收峰(該峰表明存在苯環(huán))來檢測管形瓶中六氯苯的殘余濃度。管形瓶中六氯苯的吸收峰衰退，光照2小時(shí)后，吸收峰降至光照前峰的40％。結(jié)果示于附圖29中，其中曲線1表示未光照樣品的吸光度，曲線2表示光照樣品的吸光度，曲線3表示僅含50％官能水的樣品的吸光度(背景)。曲線4表示曲線1和3之間的差額，對(duì)應(yīng)于未光照樣品中的六氯苯，曲線5表示曲線2和3之間的差額，對(duì)應(yīng)于光照樣品中的六氯苯。
因此，官能水和光照可完全分解六氯苯。當(dāng)使用具有不同pH值、氧化-還原電勢和殘余氯濃度的官能水時(shí)，六氯苯也能分解。另外，在使用純水的參比試驗(yàn)中，六氯苯不分解。這表明分解歸因于官能水和光照作用。
另外還證實(shí)使用實(shí)施例74中通過無隔膜電解獲得的官能水和使用實(shí)施例75中由鹽酸、氯化鈉和次氯酸鈉制得的官能水均能分解六氯苯。實(shí)施例80將實(shí)施例1的“官能水2”用于該實(shí)施例的下述試驗(yàn)中。
在每個(gè)27ml的管形瓶中注入官能水2，并向其中注入三氯乙烯至三氯乙烯的濃度為25ppm。在用實(shí)施例1的方式光照樣品3小時(shí)后，用正己烷萃取各樣品中的三氯乙烯并進(jìn)行EDC氣相色譜分析。三氯乙烯濃度為0.2-0.8ppm。實(shí)施例81將實(shí)施例7中使用的官能水用于該實(shí)施例。
向一組容量為27ml的管形瓶中注入官能水，并向其中注入PCE至PCE濃度為5.0ppm。在用實(shí)施例7的方式光照樣品1小時(shí)后，進(jìn)行EDC氣相色譜分析，發(fā)現(xiàn)PCE濃度為0.2-0.4ppm。實(shí)施例82將實(shí)施例43中使用的官能水用于該實(shí)施例。
向一組容量為27ml的管形瓶中注入官能水，并向其中注入二氯甲烷至二氯甲烷濃度為30ppm。在用實(shí)施例43的方式光照樣品后，進(jìn)行EDC氣相色譜分析，發(fā)現(xiàn)二氯甲烷濃度為1.8-2.6ppm。實(shí)施例83將實(shí)施例56中使用的官能水2用于該實(shí)施例。
向一組容量為27ml的管形瓶中注入官能水，并向其中注入順-1，2-二氯乙烯至順-1，2-二氯乙烯濃度為1.0ppm。在用實(shí)施例43的方式光照樣品后，進(jìn)行EDC氣相色譜分析，發(fā)現(xiàn)順-1，2-二氯乙烯濃度為0.1-0.26ppm。實(shí)施例84將實(shí)施例68中使用的官能水用于該實(shí)施例。
向一組容量為27ml的管形瓶中注入官能水，并向其中注入氯苯至氯苯濃度為6ppm。在用實(shí)施例68的方式光照樣品后，進(jìn)行EDC氣相色譜分析，發(fā)現(xiàn)氯苯濃度為1.2-1.4ppm。實(shí)施例85將實(shí)施例1中使用的官能水2用于該實(shí)施例。
向一組容量為27ml的管形瓶中注入官能水，并向其中注入1，1，1-三氯乙烯至1，1，1-三氯乙烯濃度為5.0ppm。在用實(shí)施例1的方式光照樣品1小時(shí)后，進(jìn)行EDC氣相色譜分析，發(fā)現(xiàn)1，1，1-三氯乙烯濃度為0.2-0.3ppm。
權(quán)利要求
1.一種分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的方法，其包括在光照射下含有至少一種鹵代脂族烴化合物和芳族化合物的介質(zhì)與通過電解含有電解質(zhì)的水產(chǎn)生的官能水接觸的步驟。
2.權(quán)利要求1的分解方法，其中所述官能水是在含有電解質(zhì)的水電解時(shí)在陽極附近產(chǎn)生的酸性水。
3.權(quán)利要求1的分解方法，其中所述官能水是在含有電解質(zhì)的水電解時(shí)在陽極附近產(chǎn)生的酸性水和在陰極附近產(chǎn)生的堿性水的混合物。
4.權(quán)利要求3的分解方法，其中所述混合物通過以不超過1∶1的比率混合酸性水和堿性水得到。
5.權(quán)利要求1的分解方法，其中所述電解質(zhì)包括至少一種氯化鈉和氯化鉀。
6.一種分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的方法，其包括在光照射下含有至少一種鹵代脂族烴化合物和芳族化合物的介質(zhì)與含有次氯酸的官能水接觸的步聚。
7.權(quán)利要求6的分解方法，其中所述官能水是次氯酸鹽的水溶液。
8.權(quán)利要求7的分解方法，其中所述次氯酸鹽是至少一種次氯酸鈉和次氯酸鉀。
9.權(quán)利要求6的分解方法，其中所述官能水的氯濃度為2-2000mg/l。
10.權(quán)利要求6的分解方法，其中所述水溶液還含有無機(jī)酸或有機(jī)酸。
11.權(quán)利要求10的分解方法，其中所述無機(jī)酸或有機(jī)酸至少包括鹽酸、草酸、硫酸、磷酸、硼酸、乙酸、甲酸、蘋果酸或檸檬酸。
12.權(quán)利要求1或6的分解方法，其中所述官能水的特征在于氫離子濃度(pH)為1-4，氧化還原電勢(工作電極鉑，參考電極銀-氯化銀)為800-1500mV和氯濃度為5-150mg/l。
13.權(quán)利要求1或6的分解方法，其中所述官能水的特征在于氫離子濃度(pH)為4-10，氧化還原電勢(工作電極鉑，參考電極銀-氯化銀)為300-1100mV和氯濃度為2-100mg/l。
14.權(quán)利要求1或6的分解方法，其中所述光包括波長范圍300-500nm的光。
15.權(quán)利要求14的分解方法，其中所述光包括波長范圍350-450nm的光。
16.權(quán)利要求1或6的分解方法，其中照射強(qiáng)度為10μW/cm2-10mW/cm2。
17.權(quán)利要求16的分解方法，其中照射強(qiáng)度為50μW/cm2-5mW/cm2。
18.權(quán)利要求1的分解方法，其中所述接觸步驟包括如下步驟提供包括一對(duì)陽極和陰極的電極和用于在電極之間提供電勢的電源和含有其中含電解質(zhì)的水的容器，至少在陽極附近提供鹵代脂族烴化合物或芳族化合物，通過在電極之間提供電勢，電解水以產(chǎn)生官能水，和用光照射官能水。
19.權(quán)利要求18的分解方法，其中所述容器還包括用于避免通過電解在陽極附近產(chǎn)生的官能水和在陰極附近產(chǎn)生的官能水互相混合的隔膜，
20.權(quán)利要求19的分解方法，其中所述含有至少一種鹵代脂族烴化合物和芳族化合物的介質(zhì)是氣體，且至少一種鹵代脂族烴化合物和芳族化合物通過在陽極附近用所述介質(zhì)鼓泡水提供到陽極附近。
21.權(quán)利要求20的分解方法，其中所述鼓泡在陽極附近產(chǎn)生官能水之后進(jìn)行。
22.權(quán)利要求19的分解方法，其中所述含有至少一種鹵代脂族烴化合物和芳族化合物的介質(zhì)是液體，和至少一種鹵代脂族烴化合物和芳族化合物通過在陽極附近將該介質(zhì)進(jìn)料提供到陽極附近。
23.權(quán)利要求22的分解方法，其中所述進(jìn)料在陽極附近產(chǎn)生官能水之后進(jìn)行。
24.權(quán)利要求1的分解方法，其還包括如下步驟向容器提供通過電解含有電解質(zhì)的水在陽極附近產(chǎn)生的官能水，向容器提供含有至少一種鹵代脂族烴化合物和芳族化合物的介質(zhì)，以及用光照射容器。
25.權(quán)利要求1或6的分解方法，其中所述鹵代脂族烴化合物是用至少一個(gè)氯和氟取代的鹵代脂族烴化合物。
26.權(quán)利要求25的分解方法，其中所述鹵代脂族烴化合物是至少一種如下物質(zhì)三氯甲烷、二氯甲烷、三氯一氟甲烷、二氯二氟甲烷、一氯三氟甲烷、二氯一氟甲烷、一氯二氟甲烷、三氟甲烷、1，1，1-三氯乙烷、1，2-二氟-1，1，2，2-四氯乙烷、1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷、1，2-二氯-1，1，2，2-四氟乙烷、2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷、一氯二氟乙烷、1，1-二氟乙烷、四氟乙烷、一氯五氟乙烷、六氟乙烷、氯乙烯、二氯乙烯(1，1-二氯乙烯、順-1，2-二氯乙烯、反-1，2-二氯乙烯)、三氯乙烯和四氯乙烯。
27.權(quán)利要求1或6的分解方法，其中所述芳族化合物是苯、氯代苯和苯酚中的至少一種。
28.權(quán)利要求27的分解方法，其中所述氯代苯是氯苯、1，4-二氯苯(對(duì)-二氯苯)、1，2，3-三氯苯、1，2，4-三氯苯、1，3，5-三氯苯、四氯苯和六氯苯中的至少一種。
29.權(quán)利要求1或6的分解方法，其中所述芳族化合物具有聯(lián)苯鍵或聯(lián)苯骨架。
30.權(quán)利要求29的分解方法，其中所述具有聯(lián)苯鍵或聯(lián)苯骨架的化合物選自聯(lián)苯、脫氫二香草酸、2-氯聯(lián)苯、3-氯聯(lián)苯、4-氯聯(lián)苯、2，2’-二氯聯(lián)苯、3，3’-二氯聯(lián)苯、4，4’-二氯聯(lián)苯、2，4’-二氯聯(lián)苯、2，3-二氯聯(lián)苯、2，4-二氯聯(lián)苯、2，5-二氯聯(lián)苯、2，6-二氯聯(lián)苯、3，4-二氯聯(lián)苯、3，5-二氯聯(lián)苯、2，4，4’-三氯聯(lián)苯、2，2’，5-三氯聯(lián)苯、2，3’，5-三氯聯(lián)苯、2，4’，5-三氯聯(lián)苯、2’，3，4-三氯聯(lián)苯、2，3，4-三氯聯(lián)苯、2，3，6-三氯聯(lián)苯、2，4，5-三氯聯(lián)苯、2，4，6-三氯聯(lián)苯和具有聯(lián)苯鍵的化合物及其衍生物，其中至少一個(gè)氯原子被氟或溴原子取代。
31.一種凈化廢氣的方法，其包括使含有至少一種鹵代脂族烴化合物和芳族化合物的廢氣與通過電解含有電解質(zhì)的水產(chǎn)生的官能水在光照射下接觸以分解所述鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的步驟。
32.權(quán)利要求31的凈化方法，其中所述官能水是通過電解含有電解質(zhì)的水而在陽極附近產(chǎn)生的酸性水。
33.一種凈化廢氣的方法，其包括使含有至少一種鹵代脂族烴化合物和芳族化合物的廢氣與含有次氯酸的官能水在光照射下接觸以分解所述鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的步驟。
34.權(quán)利要求33的凈化方法，其中所述官能水的氯濃度為2-2000mg/l。
35.權(quán)利要求31或33的凈化方法，其中所述官能水的特征在于氫離子濃度(pH)為1-4，氧化還原電勢(工作電極鉑，參考電極銀-氯化銀)為800-1500mV和氯濃度為5-150mg/l。
36.權(quán)利要求31或33的凈化方法，其中所述官能水的特征在于氫離子濃度(pH)為4-10，氧化還原電勢(工作電極鉑，參考電極銀-氯化銀)為300-1100mV和氯濃度為2-100mg/l。
37.權(quán)利要求31或33的凈化方法，其中所述接觸步驟包括如下步驟使廢氣通過用填料填充的反應(yīng)容器，和在反應(yīng)容器中輸入官能水。
38.權(quán)利要求31或33的凈化方法，其中所述鹵代脂族烴化合物或芳族化合物是有機(jī)氯代化合物。
39.一種用于分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的裝置，其包括裝有陽極和陰極一對(duì)電極和用于向電極提供電壓的電源的容器，用于向容器輸送含有溶于其中的電解質(zhì)的水的裝置、光照射裝置和用于輸送含有至少一種鹵代脂族烴化合物和芳族化合物的介質(zhì)的裝置。
40.權(quán)利要求39的分解裝置，其還包括用于向所述電極的陽極側(cè)輸送含有至少一種鹵代脂族烴化合物和芳族化合物的介質(zhì)的裝置。
41.權(quán)利要求39的分解裝置，其還包括在所述電極對(duì)之間設(shè)置的隔膜。
42.權(quán)利要求41的分解裝置，其中所述隔膜是離子交換膜或細(xì)孔膜。
43.一種用于分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的裝置，其包括分解處理槽、用于向分解處理槽輸送通過水的電解產(chǎn)生的官能水的裝置、用于輸入需分解的鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的裝置和用于用光照射分解容器的裝置。
44.權(quán)利要求43的分解裝置，其中所述用于輸送通過水的電解產(chǎn)生的官能水的裝置是用于輸送通過水的電解在陽極附近產(chǎn)生的官能水的裝置。
45.權(quán)利要求43的分解裝置，其中所述分解處理槽裝有攪拌裝置。
46.一種用于分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的裝置，其包括用于含有次氯酸的官能水的容器、用于用光照射容器的裝置和用于向容器輸送含有至少一種鹵代脂族烴化合物和芳族化合物的介質(zhì)的裝置。
47.一種用于凈化含有至少一種鹵代脂族烴化合物和芳族化合物的廢氣的裝置，其包括裝有廢氣和官能水的入口和出口并在入口和出口之間裝有填料的反應(yīng)容器、用于向反應(yīng)容器輸入廢氣的裝置、用于向反應(yīng)容器輸入通過電解含有電解質(zhì)的水得到的官能水的裝置和在反應(yīng)容器內(nèi)部用光照射的裝置。
48.一種用于凈化含有至少一種鹵代脂族烴化合物和芳族化合物的廢氣的裝置，其包括裝有廢氣和官能水的入口和出口并在入口和出口之間裝有填料的反應(yīng)容器、用于向反應(yīng)容器輸入廢氣的裝置、用于向反應(yīng)容器輸入含有次氯酸的官能水的裝置和在反應(yīng)容器內(nèi)部用光照射的裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分解鹵代脂族烴化合物或芳族化合物的方法,其特征在于通過使需分解的化合物與官能水在光照射下接觸,其中所述官能水的特征在于氫離子濃度(pH)為1—4,氧化還原電勢(工作電極:鉑,參考電極:銀－氯化銀)為800—1500mV和氯濃度為5—150mg/l,照射用300nm或以上的波長的光,以10mW/cm
文檔編號(hào)A62D101/20GK1245080SQ99110979
公開日2000年2月23日 申請(qǐng)日期1999年6月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月22日
發(fā)明者加藤欽也, 山田康嗣, 須川悅子, 櫻永昌德, 栗山朗, 今村剛士, 川畑祐司 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社