專利名稱：環(huán)境污染物四溴雙酚a的去除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體為有毒有害環(huán)境污染物四溴雙酚A的去除方法。
背景技術(shù)：
持久性有毒化學(xué)物質(zhì)的環(huán)境污染問題與臭氧層破壞和溫室效應(yīng)一樣并稱為21世紀(jì)影響人類生存與健康的三大環(huán)境問題。做為溴類阻燃劑(Brominated flame retardant)四溴雙酚A主要用于家庭電器如電視機(jī)，計(jì)算機(jī)，汽車產(chǎn)品的塑料，橡膠，酚醛樹脂等高分子材料部品中，據(jù)統(tǒng)計(jì)1999年世界發(fā)達(dá)國家產(chǎn)量為12萬噸。有毒有害環(huán)境污染物四溴雙酚A被人體吸收后，導(dǎo)致男性精子活力下降，女性卵子異變，其結(jié)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(fā)達(dá)國家已逐步淘汰該產(chǎn)品，而開發(fā)其他代替品。而在我國，四溴雙酚A為阻燃劑類的主要產(chǎn)品，目前仍然在工業(yè)生產(chǎn)，且產(chǎn)量相當(dāng)大。由于四溴雙酚A化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，使用一般的化學(xué)方法不易處理。普通方法使用焚燒爐進(jìn)行高溫焚燒，四溴雙酚A不但不能被燃燒分解，反而會產(chǎn)生劇毒二噁英類化合物。由于現(xiàn)在電子產(chǎn)品，家庭電器等更新?lián)Q代快，含有阻燃劑四溴雙酚A的城市垃圾越來越多，處理越來越困難。含有阻燃劑四溴雙酚A的電子產(chǎn)品，塑料，橡膠，酚醛樹脂等高分子材料的工業(yè)廢物和城市垃圾所引起的環(huán)境污染問題已經(jīng)引起國際環(huán)境保護(hù)組織、各國政府和民眾的高度關(guān)注。世界和中國都急需開展四溴雙酚A的去除處理技術(shù)研究，尋找經(jīng)濟(jì)和實(shí)用方法盡快處理此類持久性有毒有害環(huán)境污染物，實(shí)現(xiàn)土壤和水等自然環(huán)境的修復(fù)。因此，研究它的去除化處理方法日漸緊迫，意義重大。
目前為止，主要處理方法為(1)R.Dumler(Chemosphere，1989，19，2023)；J.Thies(Chemosphere，1990，20，1921)；R.Luijk(Chemosphere，1992，25，361)；M.Riess(Chemosphere，2000，40，937)；H.Wichmann(Chemosphere，2002，47，349)等人報(bào)道了高溫焚燒四溴雙酚A的方法。
(2)F.Barontini等人(Ind.Eng.Chem.Res.，2004，43，1952)報(bào)道了高溫?zé)岱纸馑匿咫p酚A的方法。
由于四溴雙酚A化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，高溫焚燒時(shí)，不但不能被完全燃燒分解，反而會產(chǎn)生了劇毒二噁英類化合物，因此Dumler等人的方法存在致命弱點(diǎn)。Barontini等人的方法，在高溫(650℃)分解四溴雙酚A，既需要高溫而且又不能完全脫溴，達(dá)不到完全脫溴去除目的，無任何使用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種工藝簡單，易于形成工業(yè)規(guī)模化的有毒有害環(huán)境污染物四溴雙酚A的去除方法。
本發(fā)明提出的四溴雙酚A的去除方法，其步驟如下在攪拌和加熱下，將碳酸鹽水溶液直接滴加到四溴雙酚A，Ni-Al合金和水的混合溶液中。Ni-Al合金使用量是四溴雙酚A的1.0-50.0倍(重量比)，Ni-Al合金與水的用量比為1∶10-1∶50(重量比)。混合溶液中；控制反應(yīng)溫度為20℃~100℃。滴加完畢后，繼續(xù)攪拌3-8小時(shí)。
本發(fā)明中，所使用的碳酸鹽水溶液為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰、碳酸銫或碳酸銨的水溶液等之一種或幾種。
上述方法中，滴加的碳酸鹽水溶液濃度一般可為0.2-20wt％，滴加量為前述混合溶液體積的40-150％，滴加時(shí)間為30-80分鐘。
本發(fā)明中，攪拌反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，過濾，除去不溶物，水溶液用乙酸乙酯萃取，有機(jī)層用無水硫酸鎂干燥，減壓濃縮。用高壓液相色譜分析濃縮后的產(chǎn)物，其組成為雙酚A，原料四溴雙酚A被完全還原脫溴。
本發(fā)明中，由Ni-Al合金和碳酸鹽反應(yīng)，生成氫氣，四溴雙酚A被生成的氫氣還原，生成無毒無害的雙酚A。本發(fā)明把有毒有害四溴雙酚A去除變成有用的重要化工原料雙酚A，變廢為寶。既保護(hù)了我們賴以生存的自然環(huán)境，又實(shí)現(xiàn)了自然資源的再生利用，為一種綠色化學(xué)方法。
本發(fā)明方法工藝簡單，易于形成規(guī)模化生產(chǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1500毫升的三頸瓶中，安裝溫度計(jì)，攪拌器，加入四溴雙酚A(1.0毫摩爾，624毫克)，Ni-Al合金(10g)，水(100毫升)，然后開始攪拌加熱至90℃。用1小時(shí)滴加1％碳酸鈉水溶液(100毫升)?？刂品磻?yīng)溫度為90℃-100℃。1％碳酸鈉水溶液滴加結(jié)束后，在此溫度下再攪拌5小時(shí)。然后冷卻至室溫，過濾，濾去不溶物，水溶液用乙酸乙酯萃取，有機(jī)層用無水硫酸鎂干燥后，減壓濃縮。然后用高壓液相色普分析濃縮后的產(chǎn)物，四溴雙酚A的轉(zhuǎn)化率為100％。
實(shí)施例2500毫升的三頸瓶中，安裝溫度計(jì)，攪拌器，四溴雙酚A(1.0毫摩爾，624毫克)，Ni-Al合金(8g)，水(100毫升)，然后開始攪拌加熱至90℃。用2小時(shí)滴加2％碳酸鉀水溶液(100毫升)。控制反應(yīng)溫度為90℃-100℃。1％碳酸鉀水溶液滴加結(jié)束后，在此溫度下再攪拌4小時(shí)。然后冷卻至室溫，過濾，濾去不溶物，水溶液用乙酸乙酯萃取，有機(jī)層用無水硫酸鎂干燥后，減壓濃縮。然后用高壓液相色普分析濃縮后的產(chǎn)物，四溴雙酚A的轉(zhuǎn)化率為100％。
實(shí)施例3500毫升的三頸瓶中，安裝溫度計(jì)，攪拌器，加入四溴雙酚A(1.0毫摩爾，624毫克)，Ni-Al合金(2g)，水(100毫升)，然后開始攪拌加熱至90℃。用1小時(shí)滴加0.2％碳酸鈉水溶液(100毫升)。控制反應(yīng)溫度為90℃-100℃。1％碳酸鈉水溶液滴加結(jié)束后，在此溫度下再攪拌6小時(shí)。然后冷卻至室溫，過濾，濾去不溶物，水溶液用乙酸乙酯萃取，有機(jī)層用無水硫酸鎂干燥后，減壓濃縮。然后用高壓液相色普分析濃縮后的產(chǎn)物，四溴雙酚A的轉(zhuǎn)化率為100％。
實(shí)施例4500毫升的三頸瓶中，安裝溫度計(jì)，攪拌器，加入四溴雙酚A(1.0毫摩爾，624毫克)，Ni-Al合金(6g)，水(130毫升)，然后開始攪拌加熱至90℃。用1小時(shí)滴加0.2％碳酸鉀水溶液(130毫升)?？刂品磻?yīng)溫度為90℃-70℃。1％碳酸銨水溶液滴加結(jié)束后，在此溫度下再攪拌7小時(shí)。然后冷卻至室溫，過濾，濾去不溶物，水溶液用乙酸乙酯萃取，有機(jī)層用無水硫酸鎂干燥后，減壓濃縮。然后用高壓液相色普分析濃縮后的產(chǎn)物，四溴雙酚A的轉(zhuǎn)化率為100％。
權(quán)利要求
1.一種有毒有害環(huán)境污染物四溴雙酚A的去除方法，其特征為在攪拌和加熱下，將碳酸鹽水溶液直接滴加到四溴雙酚A，Ni-Al合金和水的混合溶液中，Ni-Al合金用量為四溴雙酚A重量的1.0-50.0倍，水重量的十分之一至五十分之一；控制反應(yīng)溫度為20℃~100℃；滴加結(jié)束后，繼續(xù)攪拌3-8小時(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所使用的碳酸鹽水溶液為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰、碳酸銫或碳酸銨的水溶液中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于滴加的碳酸鹽水溶液濃度為0.2-40wt％，滴加量為所述混合溶液體積的40-150％，滴加時(shí)間為30-80分鐘，攪拌反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，過濾，除去不溶物；水溶液用乙酸乙酯萃取，有機(jī)層用無水硫酸鎂干燥，減壓濃縮。
全文摘要
本發(fā)明屬環(huán)境修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體為有毒有害環(huán)境污染物四溴雙酚A的去除方法。該方法是在攪拌和加熱下，將碳酸鹽水溶液直接滴加到四溴雙酚A、Ni－Al合金和水溶液中。由于Ni－Al合金和碳酸鹽水溶液反應(yīng)，生成氫氣。四溴雙酚A被體系內(nèi)生成的氫氣還原脫溴，生成還原產(chǎn)物雙酚A。雙酚A本身是重要的化工原料，能夠被再利用。同時(shí)，作為燃料，也能被完全燃燒，不會產(chǎn)生任何有毒有害氣體和其他產(chǎn)物，僅僅產(chǎn)生二氧化碳和水。本方法工藝簡單，操作方便，易于實(shí)現(xiàn)規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。本發(fā)明把有毒有害環(huán)境污染物四溴雙酚A去除變成有用的重要化工原料，變廢為寶。既保護(hù)了我們賴以生存的自然環(huán)境，又實(shí)現(xiàn)了自然資源的再生利用，為一種綠色化學(xué)方法。
文檔編號C02F101/34GK1817804SQ200610023230
公開日2006年8月16日 申請日期2006年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月12日
發(fā)明者劉國斌, 戴鷺, 李妙葵, 高翔 申請人:復(fù)旦大學(xué)