專利名稱：：一種太陽光照射下海水催化降解氯酚類污染物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及氯酚污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污染物的方法。
背景技術(shù)：
：自20世紀(jì)30年代以來，氯酚類化合物(CPs)被廣泛用作木材防腐劑、防銹劑、殺菌劑和除草劑等，并且在紙槳漂白工藝中也會(huì)產(chǎn)生大量的氯酚類的廢水，在亞洲、非洲和南美洲l還用于血吸蟲病的防治，因此在許多工業(yè)化國(guó)家CPs的生產(chǎn)規(guī)模非常龐大。同時(shí)，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(zhì)，被美國(guó)EPA列入優(yōu)先控制污染物的黑名單。氯酚類化合物的大量{頓，使得大量的CPs污染物進(jìn)入了環(huán)境，給自然環(huán)境造成很大的危害。因此，清除環(huán)境中的該類化合物是人類面臨的一大挑戰(zhàn)。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(shí)間特別長(zhǎng)，并JJ(寸于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(huì)產(chǎn)生毒性更大的二惡M污染物(L.GOebe堪，Chemosphere,1992)。高級(jí)氧化技術(shù)是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的處S^隹,軍的有機(jī)污染物的技術(shù)，其主要特點(diǎn)題過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基使有機(jī)污染物有效地降解成水，二氧化碳和無機(jī)離子；主要包括臭氧氧化，光催化氧化，濕式氧化，H202/UV，F(xiàn)enton,(VUV等方法。在高級(jí)氧化法處理氯苯酚的方法中，光催化氧化法由于成賴低，條件溫和，弓胞了人們的廣泛關(guān)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(jī)污染物，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(qǐng)(S.Muriel，W00059836,2000)發(fā)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(huán)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(jià)格昂貴，使處理成本相對(duì)較高，并且在催化氧化過程中，鐵酞菁催化劑等的合成成本也相對(duì)較高，另外，一些過渡金屬催化劑不穩(wěn)定，容易失活，這些問題的存在使得對(duì)于氯酚類廢水的處理可工業(yè)化前景很小。
發(fā)明內(nèi)容為了克lh^P,氯酚類方法中存在的一些不足，本發(fā)明的目的在于提供一種天然的催化活性高的催化劑，且處理效果好，反應(yīng)^j牛溫和，處理成本低，工業(yè)化應(yīng)用前景大，可實(shí)現(xiàn)原位處理的光催化降解氯酚的方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為--種自然光催化降解氯酚類污染物的方法，以天然海水為稀釋液，將氯酚類污染物稀釋，量濃度為1-300mg/L的氯酚類溶液，反應(yīng)容器為透明材質(zhì)的，將其蓋上蓋子后置于室外的自然環(huán)境。所述自然環(huán)境是指環(huán)境M在-25。C至45。C，每天太陽光的照射時(shí)間為8-16小時(shí)的自然環(huán)境。本發(fā)明反應(yīng)^f牛溫和，完全暴露在室外純自然環(huán)境中，白天有太陽光的照射，白天及夜晚自然交替循環(huán)。催化劑就是海水，沒有經(jīng)過任何處理。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.催化劑活性高，反應(yīng)割牛溫和。本發(fā)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(dá)到100%的降解率，而且降解速度快，在降解過程中沒有二次污染。2.處理成本低，工業(yè)化前景大。由于本發(fā)明所用的氧化劑和催化劑資源取之不盡，易得，處理過程簡(jiǎn)便，因此本發(fā)明戶誠(chéng)的光催化法具有可工業(yè)化處理氯酚類污染物的應(yīng)用前景。3.環(huán)境友好。本發(fā)明所述的反應(yīng)體系簡(jiǎn)單，方便實(shí)用，催化劑反應(yīng)活性高，對(duì)污染物的去除徹底。催化劑使用前后都不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。4.適用范圍廣。本發(fā)明適用于氯酚廢水及一些有關(guān)氯酚生長(zhǎng)廠排放的廢水的處理，常見的需被處理的氯酚的結(jié)構(gòu)式舉例如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>總之，采用本發(fā)明處理氯酚類廢水，反應(yīng)剝牛特別溫和，所用催化劑就是海水，氧化劑是空氣，反應(yīng)^#就是自然條件，價(jià)格低廉，降解速度快，降解率高，且降解徹底，沒有二次污染，可以適用于分布廣、濃度較低的氯酚類污染物及有氯酚類污染物產(chǎn)生的廢水的降解，Xik化應(yīng)用前景大。具體實(shí)船式下面通過實(shí)例對(duì)本發(fā)明給予進(jìn)一歩的說明，當(dāng)然，本發(fā)明不僅P艮于下述的實(shí)施例。本方法反應(yīng)^(牛溫和，完全暴露在自然環(huán)境中，實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室樓頂完成，采用純自然天氣，白天黑夜交替循環(huán)，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(shí)施例1首先配制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，并用封口膜密封，定時(shí)采樣檢測(cè)，同時(shí)^^照反應(yīng)，反應(yīng)后三氯酚的去除率見表l。環(huán)境，在2(TC至35t:，每天太陽光的照身鄰寸間為12-14小時(shí)。表l自然條件下光催化降解三氯酚的結(jié)果entry不同反應(yīng)時(shí)間(小時(shí)/天)三氯酚的去除率°/0<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>l純水光照；2海7jC光照；3海水中體積放大到1000ml實(shí)施例2按照上述實(shí)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污染物，結(jié)果見表2。環(huán)境溫度在2(TC至35"C，每天太陽光的照射時(shí)間為12-14小時(shí)。表2自然條件下光催化降解氯酚類的結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例3按照，實(shí)施例1的操作步驟，用海7jC將污染物稀釋不同的倍數(shù)，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污染物，結(jié)果見表3。環(huán)境，在2(TC至35°C，每天太陽光的照射時(shí)間為12-14小時(shí)。表3海7K含量的變4WTCPP賴率的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求1.一種太陽光照射下海水催化降解氯酚類污染物的方法，其特征在于以天然海水為稀釋液，將氯酚類污染物稀釋成質(zhì)量濃度為1-300mg/L的氯酚類溶液，反應(yīng)容器為透明材質(zhì)的，將其蓋上蓋子后置于室外的自然環(huán)境。2.按照權(quán)利要求1所述太陽光照射下海7jC催化糊軍氯酚類污染物的方法，其特征在于所述自然環(huán)境是指環(huán)境溫度在-25'C至45°C，每天太陽光的照射時(shí)間為8-16小時(shí)的自然環(huán)境。3.按照權(quán)利要求1所述太陽光照射下海水催化降解氯酚類污染物的方法，其特征在于戶誠(chéng)稀釋后氯酚類溶液的質(zhì)量濃度為l-50mg/L。全文摘要本發(fā)明涉及氯酚污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污染物的方法，以天然海水為稀釋液，將氯酚類污染物稀釋成質(zhì)量濃度為1-300mg/L的氯酚類溶液，反應(yīng)容器為透明材質(zhì)的，將其蓋上蓋子后置于室外的自然環(huán)境。采用本發(fā)明處理氯酚類廢水，反應(yīng)條件特別溫和，所用催化劑就是海水，氧化劑是空氣，反應(yīng)條件就是自然條件，價(jià)格低廉，降解速度快，降解率高，且降解徹底，沒有二次污染，可以適用于分布廣、濃度較低的氯酚類污染物及有氯酚類污染物產(chǎn)生的廢水的降解，工業(yè)化應(yīng)用前景大。文檔編號(hào)C02F101/36GK101289245SQ20071001104公開日2008年10月22日申請(qǐng)日期2007年4月20日優(yōu)先權(quán)日2007年4月20日發(fā)明者劉仁華,青徐,梁鑫淼,王聯(lián)芝,章飛芳,薛興亞申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所