CN103537040A - 氯代芳烃降解剂及其制备方法与应用 - Google Patents

氯代芳烃降解剂及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN103537040A
CN103537040A CN201210237206.7A CN201210237206A CN103537040A CN 103537040 A CN103537040 A CN 103537040A CN 201210237206 A CN201210237206 A CN 201210237206A CN 103537040 A CN103537040 A CN 103537040A
Authority
CN
China
Prior art keywords
degradation agent
aromatic hydrocarbons
chlorinated aromatic
degradation
oxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201210237206.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103537040B (zh
Inventor
苏贵金
黄林艳
刘烨煊
张丽霞
郑明辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Original Assignee
Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS filed Critical Research Center for Eco Environmental Sciences of CAS
Priority to CN201210237206.7A priority Critical patent/CN103537040B/zh
Publication of CN103537040A publication Critical patent/CN103537040A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103537040B publication Critical patent/CN103537040B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种降解剂及其制备方法与应用。该降解剂包括氧化锶和铁的氧化物。其降解方法是将降解剂与氯代芳烃以质量比为10:1-300:1混合，在250℃-600℃进行热催化降解，反应3-100分钟从而达到热催化降解氯代芳烃的目的，以物理混合物作为降解剂，此加热催化处理方法可以在加热的反应釜中进行以处理废弃、库存的高浓度多氯代芳烃废弃物。

Description

氯代芳烃降解剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种氯代芳烃降解剂及其制备方法与应用。
背景技术
氯代芳烃是一类广泛存在的污染物，通常具有很高的毒性、难降解，并能通过食物链在生物体内蓄积，一旦进入环境中，将会给人类健康和生态环境带来极大的危害。对氯代芳烃这类污染物的控制已引起了普遍的关注。我国历史上是生产氯代芳烃化合物的大国，一些有机氯杀虫剂如滴滴涕、六氯苯等在我国有过广泛使用，在上世纪六十年代到八十年代我国曾累计生产多氯联苯近万吨，并先后从比利时、法国等进口过大量装有多氯联苯的电力电容器。这类氯代芳烃化合物在环境中非常难于自然降解，对环境安全和人类健康存在着重大威胁。因此，废弃、库存及氯代芳烃废弃物的处置已迫在眉睫。
一些金属氧化物催化剂由于价廉易得，并且具有较好的活性和较高的热稳定性、抗毒性,因而在氯苯类物质的降解方面引起了较多关注。如，Jack H.Lunsford发现氧化锶对CCl4在200℃-300℃是很好的活性材料，气相产物为CO2[Jack H.Lunsford,J.Phys.Chem.B1998,102,3773-3778]。Hooker和Klabunde发现Fe2O3在400°C~620°C范围内能把CCl4很好的降解成为CO2,FeCl2+FeCl3,Cl2以及少量的C2Cl4和石墨。然而，在300°C的低温时，Fe2O3的反应活性被大大降低，在反应1小时后六氯苯仅被降解了8.4%[Hooker,P.D.,Klabunde,K.J.,Environ.Sci.Technol.1994,28,1243-1247]。目前，复合型材料在环境治理中的应用日益受到关注。通过多相复合可以得到多功能材料，复合材料之间可以通过协同效应等作用提高材料的性能。因而，有必要在前期预研究的基础上，进一步开发低温、高效脱氯的金属氧化物复合型材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种氯代芳烃降解剂及其制备方法与应用。
本发明提供的降解剂，其活性成分由氧化锶和铁的氧化物组成。
当然，所述降解剂也可只由氧化锶和铁的氧化物组成。
其中，所述铁的氧化物选自Fe3O4和Fe2O3中的至少一种。
所述氧化锶和铁的氧化物的质量比为（1-49）：1-49），优选（1-25）：（25-49）；所述氧化锶和铁的氧化物的粒径均为0.5-2微米。
上述本发明提供的降解剂在降解氯代芳烃中的应用，也属于本发明的保护范围。
本发明提供的降解氯代芳烃的方法，包括如下步骤：将所述降解剂与氯代芳烃混匀进行反应。
上述方法中，所述降解剂的质量为所述氯代芳烃质量的10-300倍，优选100倍；
所述反应步骤中，温度为250-600℃，优选300℃；时间为3-100分钟，具体为10-90min、10-30min、10-70min、30-90min、30-70min或70-90min，优选30分钟。所述反应可在可以加热的反应釜中进行。
所述氯代芳烃为废弃的氯代芳烃或库存的氯代芳烃。所述氯代芳烃选自六氯苯、多氯联苯和二恶英中的至少一种。
本发明具有以下优点：
1）氧化锶和铁氧化物的物理混合物对氯代芳烃类污染物具有较好的降解活性，其降解效率明显高于单一组分氧化锶、铁氧化物以及MgO、CaO、BaO与Fe2O3或Fe3O4组成的降解剂的降解性能。
2）制备氧化锶和铁氧化物的物理混合物的方法简单易行，成本低，适合大批产量生产。
附图说明
图1为实施例1所述降解剂对六氯苯的降解效率。
图2为实施例2所述降解剂对六氯苯的降解效率。
图3为实施例5所述降解剂对HCB的降解效率。
图4为实施例6所述降解剂对HCB的降解效率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。下述实施例中，SrO、Fe2O3和Fe3O4的粒径均为0.5-2微米。
实施例1
总质量为50mg分别由质量比为25:25和49:1的SrO和Fe2O3组成的降解剂对0.5mg氯代芳烃六氯苯在300℃条件下加热10min的降解效率如图1所示，分别为89.1%和73.7%；
50mg SrO和50mg Fe2O3分别对0.5mg六氯苯在相同反应条件下的降解效率分别为71.2%和4.7%，结果表明，本发明提供的质量比为25:25-49:1的由SrO与Fe2O3组成的降解剂对六氯苯的降解存在明显地协同效应，该降解剂可以显著提高对六氯苯的降解性能。
实施例2
总质量为50mg分别由质量比为1：49、10：40、25：25、40：10和49：1的SrO与Fe3O4组成的降解剂对0.5mg氯代芳烃六氯苯在300℃条件下加热10min的降解效率如图2所示，分别为93.5%,96%,90.9%,83.7%和78.2%；
50mg SrO和50mg Fe3O4分别对0.5mg六氯苯在相同反应条件下的降解效率分别为71.2%和34.6%，结果表明，本发明提供的质量比为1:49-49:1的由SrO与Fe3O4组成的降解剂对六氯苯的降解存在明显地协同效应，该降解剂可以显著提高对六氯苯的降解性能。
实施例3
在反应时间分别为10min,30min,50min,70min和90min、反应温度为300℃的条件下用25mg SrO/25mg Fe2O3降解剂对0.5mg氯代芳烃HCB(1754nmol)进行降解，降解后检出的剩余的六氯苯含量如表1所示，分别为190.8nmol,1.7nmol,0.3nmol,0.2nmol和0.1nmol，可知，本发明提供的25mg SrO/25mg Fe2O3降解剂在反应时间为30min以上降解效率为99.9%以上。
表1、在反应温度300℃，25mg SrO/25mg Fe2O3降解剂对0.5mg HCB(1754nm)降解后检出的剩余的六氯苯含量（nmol）
Figure BDA00001865633400031
实施例4
在反应时间分别为10min,30min,70min和90min、反应温度为300℃的条件下用25mg SrO/25mg Fe3O4降解剂对0.5mg氯代芳烃HCB(1754nmol)进行降解，降解后检出的剩余的六氯苯含量如表2所示，分别为146.1nmol,0.4nmol,0nmol和0nmol，可知，本发明提供的25mg SrO/25mg Fe3O4降解剂在反应时间为30min以上降解效率为99.9%以上。
表2、在反应温度300℃，25mg SrO/25mg Fe3O4降解剂对0.5mg HCB(1754nm)降解后检出的剩余的六氯苯含量（nmol）
实施例5
在反应时间为10min和反应温度300℃的条件下，分别用25mg MgO/25mg Fe2O3、25mg CaO/25mg Fe2O3、25mg SrO/25mg Fe2O3、25mg BaO/25mg Fe2O3降解剂对0.5mg氯代芳烃HCB(1754nmol)进行降解，降解效率如图3所示，分别是47.2%，35.8%，89.1%和61.5%，表明由SrO与Fe2O3组成的降解剂的降解性能均高于由MgO、CaO或BaO与Fe2O3组成的降解剂的降解性能。
实施例6
在反应时间为10min和反应温度300℃的条件下，分别用25mg MgO/25mg Fe3O4、25mg CaO/25mg Fe3O4、25mg SrO/25mg Fe3O4、25mg BaO/25mg Fe3O4降解剂对0.5mg氯代芳烃HCB(1754nmol)进行降解，降解效率如图4所示，分别是83.3%，83.4%，91.7%和72.4%，表明由SrO与Fe3O4组成的降解剂的降解性能高于由MgO、CaO或BaO与Fe3O4组成的降解剂的降解性能。

Claims (10)

1.一种降解剂，其活性成分由氧化锶和铁的氧化物组成。
2.根据权利要求1所述的降解剂，其特征在于：所述降解剂由氧化锶和铁的氧化物组成。
3.根据权利要求1或2所述的降解剂，其特征在于：所述铁的氧化物选自Fe3O4和Fe2O3中的至少一种。
4.根据权利要求1-3任一所述的降解剂，其特征在于：所述氧化锶和铁的氧化物的质量比为（1-49）：（1-49），优选（1-25）：（25-49）。
5.根据权利要求1-4任一所述的降解剂，其特征在于：所述氧化锶和铁的氧化物的粒径均为0.5-2微米。
6.权利要求1-5任一所述降解剂在降解氯代芳烃中的应用。
7.一种降解氯代芳烃的方法，包括如下步骤：将权利要求1-5任一所述降解剂与氯代芳烃混匀进行反应。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述降解剂的质量为所述氯代芳烃质量的10-300倍，优选100倍；
所述反应步骤中，温度为250-600℃，优选300℃；时间为3-100分钟，优选30分钟。
9.根据权利要求6所述的应用或权利要求7-9任一所述的方法，其特征在于：所述氯代芳烃为废弃的氯代芳烃或库存的氯代芳烃。
10.根据权利要求9所述的应用或方法，其特征在于：所述氯代芳烃选自六氯苯、多氯联苯和二恶英中的至少一种。
CN201210237206.7A 2012-07-09 2012-07-09 氯代芳烃降解剂及其制备方法与应用 Active CN103537040B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210237206.7A CN103537040B (zh) 2012-07-09 2012-07-09 氯代芳烃降解剂及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210237206.7A CN103537040B (zh) 2012-07-09 2012-07-09 氯代芳烃降解剂及其制备方法与应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103537040A true CN103537040A (zh) 2014-01-29
CN103537040B CN103537040B (zh) 2015-12-16

Family

ID=49961137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210237206.7A Active CN103537040B (zh) 2012-07-09 2012-07-09 氯代芳烃降解剂及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103537040B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108686638A (zh) * 2017-04-07 2018-10-23 中国科学院生态环境研究中心 锂钛复合金属氧化物微/纳米材料及其制法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101185796A (zh) * 2007-12-11 2008-05-28 华东理工大学 一种氯代芳香烃废气催化净化方法
CN101199885A (zh) * 2007-12-18 2008-06-18 华东理工大学 一种用于易挥发性氯代芳香烃类低温催化燃烧消除的方法
CN101954166A (zh) * 2009-07-16 2011-01-26 中国科学院大连化学物理研究所 一种降解卤代芳烃有机污染物的方法
CN102188783A (zh) * 2010-03-01 2011-09-21 中国科学院生态环境研究中心 一种降解氯代芳烃的铁铈金属氧化物及制法和应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101185796A (zh) * 2007-12-11 2008-05-28 华东理工大学 一种氯代芳香烃废气催化净化方法
CN101199885A (zh) * 2007-12-18 2008-06-18 华东理工大学 一种用于易挥发性氯代芳香烃类低温催化燃烧消除的方法
CN101954166A (zh) * 2009-07-16 2011-01-26 中国科学院大连化学物理研究所 一种降解卤代芳烃有机污染物的方法
CN102188783A (zh) * 2010-03-01 2011-09-21 中国科学院生态环境研究中心 一种降解氯代芳烃的铁铈金属氧化物及制法和应用

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108686638A (zh) * 2017-04-07 2018-10-23 中国科学院生态环境研究中心 锂钛复合金属氧化物微/纳米材料及其制法和应用
CN108686638B (zh) * 2017-04-07 2020-09-11 中国科学院生态环境研究中心 锂钛复合金属氧化物微/纳米材料及其制法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN103537040B (zh) 2015-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Preparation of liquid chemical feedstocks by co-pyrolysis of electronic waste and biomass without formation of polybrominated dibenzo-p-dioxins
CN106753386B (zh) 一种处理高浓度有机磷农药污染土壤的组合物及其应用
Evans et al. Mechanisms of dioxin formation from the high-temperature pyrolysis of 2-chlorophenol
Lundin et al. Thermal degradation of PCDD/F, PCB and HCB in municipal solid waste ash
Lin et al. Reductive transformation and dechlorination of chloronitrobenzenes in UASB reactor enhanced with zero‐valent iron addition
Koenig et al. Successful microcosm demonstration of a strategy for biodegradation of a mixture of carbon tetrachloride and perchloroethene harnessing sulfate reducing and dehalorespiring bacteria
CN103755528A (zh) 一种生物质催化热解制备苯酚的方法
CN105295088B (zh) 一种废旧塑料高效脱卤的方法
CN103537040B (zh) 氯代芳烃降解剂及其制备方法与应用
Wang et al. The improved treatment of liquid crystals into non-hazardous molecules using a microwave-assisted hydrothermal method
Smith et al. Regiospecificity of chlorophenol reductive dechlorination by vitamin B12s
Zhong et al. Kinetics of tetrabromobisphenol A (TBBPA) reactions with H2SO4, HNO3 and HCl: Implication for hydrometallurgy of electronic wastes
CN107663152A (zh) 一种催化稀硝酸制亚硝酸甲酯的方法
夏险 et al. Research progress in microbial chromium-transformation and resistance and bioremediation
CN114497794B (zh) 一种废旧锂电池电解液无害化和资源化处理方法
Ghaffar et al. Enhanced dechlorination of chlorobenzene compounds on fly ash: Effects of metals, solvents, and temperature
CN103213983B (zh) 催化活化制备棕榈壳活性炭的方法
Liu et al. Thermal desorption of PCBs from contaminated soil with copper dichloride
CN105349153B (zh) 一种用于土壤修复的药剂及其制备方法和应用
KR20110076668A (ko) 탈브롬화제 및 알칼리 화합물에 의한 ＰＢＤＥｓ의 무해화 처리방법
Zhang et al. Dechlorination of dioxins with Pd/C in ethanol–water solution under mild conditions
CN103011664B (zh) 利用废旧聚苯乙烯塑料生产高效减水剂及其生产方法
Tame et al. Conversion of wood pyrolysates to PCDD/F
Zhu et al. Influence of inherent minerals on metalworking fluids sludge pyrolysis: Products characterization and heavy metals behavior
Nkansah et al. Catalytic oxidation and reduction of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) present as mixtures in hydrothermal media

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant