RU2579391C1 - Способ очистки сточных вод от 4 - аминобензолсульфонамида - Google Patents

Способ очистки сточных вод от 4 - аминобензолсульфонамида Download PDF

Info

Publication number
RU2579391C1
RU2579391C1 RU2014154617/05A RU2014154617A RU2579391C1 RU 2579391 C1 RU2579391 C1 RU 2579391C1 RU 2014154617/05 A RU2014154617/05 A RU 2014154617/05A RU 2014154617 A RU2014154617 A RU 2014154617A RU 2579391 C1 RU2579391 C1 RU 2579391C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aminobenzenesulphonamide
hydrogen peroxide
purification
catalyst
oxidation
Prior art date
Application number
RU2014154617/05A
Other languages
English (en)
Inventor
Эльвира Цыреторовна Дашинамжилова
Сэсэгма Цыреторовна Ханхасаева
Дарима Викторовна Дамбуева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук (БИП СО РАН)
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук (БИП СО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук (БИП СО РАН)
Priority to RU2014154617/05A priority Critical patent/RU2579391C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2579391C1 publication Critical patent/RU2579391C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/58Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/12Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic in rotating drums
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/725Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

Изобретение относится к очистке природных, оборотных и сточных вод. Для осуществления способа проводят окисление 4-аминобензолсульфонамида пероксидом водорода в присутствии Fe/Cu/Al-катализатора - монтмориллонита, интеркалированного смешанными полигидроксокомплексами Fe, Си и Al. Состав полигидроксокомплексов Fe, Cu и Al определяется составом интеркалирующего раствора, который получен щелочным гидролизом водного раствора смеси катионов Fe, Cu и Al при мольном соотношении металлов Fe/Cu/Al равном соответственно 3/7/100 и мольном соотношении [OH]/[Fe+Cu+Al] равном 2,0. Предпочтительно окисление 4-аминобензолсульфонамида проводить при pH 3,0-4,0, при этом пероксид водорода берут в количестве 100% от стехиометрически необходимого количества, требуемого для полного окисления 4-аминобензолсульфонамида. Изобретение обеспечивает дешевый, простой в реализации и экологически чистый способ очистки загрязненных вод, содержащих 4-аминобензолсульфонамиды, при снижении удельного расхода окислителя и высокой степени очистки. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 11 пр.

Description

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для очистки природных, оборотных и сточных вод от 4-аминобензолсульфонамидов, опасных для здоровья человека и окружающей среды, путем окисления пероксидом водорода при 30-50°C.
Известен способ каталитической очистки сульфатиазина пероксидом водорода в присутствии катализатора Fe3O4/HA, полученного закреплением магнитных наночастиц оксида железа на гуминовой кислоте [Humic acid coated Fe3O4 madnetic nanoparticles as highly efficient Fenton-like catalyst for complete mineralization of sulfathiazole / Hongyun Nia, Di Zhang, Shengxiao Zhang, Xiaole Zhang, Zhaofu Meng, Yaqi Cai // Hazardous Materials, (2011) V. 190. - P. 559-565]. Степень очистки по сульфатиазину (представитель группы сульфаниламидных препаратов) достигала 100% за 360 мин при нижеследующих условиях: 0,29 мМ сульфатиазина, [H2O2]=0,39 М, pH=3,5, катализатор [Fe3O4/HA]=3 г/л, при 40°C, а при 50°C степень очистки достигала 100% за 60 мин при [Н2О2]=0,58 М, другие условия такие же, как вышеуказанные.
Недостатками способа являются большой расход окислителя (в 66 и 97 раз больше стехиометрического количества, требуемого для полного окисления сульфатиазина), катализатора и продолжительность процесса окисления.
Наиболее близким решением по количеству признаков к предлагаемому изобретению является способ жидкофазной каталитической очистки сточных вод от пара-аминобензолсульфамида C6H8N2O2S в присутствии катализатора Fe-пиллар-глины, полученного на основе бентонитовой глины. Катализатор получен интеркалированием полиоксикатионов Fe, прокален при 500°C [Применение Fe-пиллар-глины в окислительной деструкции пара-аминобензолсульфамида в водных растворах / Д.В. Дамбуева, С.Ц. Ханхасаева, Э.Ц. Дашинамжилова // Вода: Химия и экология. 2014. №6. С. 84-88]. При этом степень очистки по пара-аминобензолсульфамиду (представитель группы сульфаниламидных препаратов) достигает 85%, при исходной концентрации пара-аминобензолсульфамида - 0,29 мМ и расходе H2O2 - 15,69 мМ, температуре 50°C, pH=3,5 навеске катализатора=3 г/л и времени контакта 350 минут.
Недостатками способа является большой расход окислителя (в 3 раза больше стехиометрического количества, требуемого для полного окисления пара-аминобензолсульфамида), катализатора и продолжительность процесса.
Цель изобретения - разработка жидкофазного способа окисления водного раствора 4-аминобензолсульфонамида пероксидом водорода в присутствии Fe/Cu/Al-катализатора - монтмориллонита, интеркалированного смешанными комплексами железа/медь/алюминия, снижение удельного расхода окислителя при сохранении высокой степени очистки воды от 4-аминобензолсульфонамида.
Поставленная цель изобретения достигается тем, что окисление водного раствора 4-аминобензолсульфонамида проводят пероксидом водорода при 40-50°C, pH 3.5 и атмосферном давлении в присутствии 2 г/л катализатора Fe/Cu/Al-катализатора - монтмориллонита (содержание железа в катализаторе 14,0 мг/г, меди - 0,5 мг/г) при мольном соотношении пероксида водорода и 4-аминобензолсульфонамида, равном стехиометрическому. Катализатор Fe/Cu/Al - MM получен на основе монтмориллонитовой глины путем интеркалирования полигидроксокомплексами, содержащими ионы железа, меди и алюминия, и прокален при 500°C. Состав полигидрооксокомплексов определяется составом интеркалирующего раствора. Интеркалирующий раствор получен щелочным гидролизом водного раствора смеси катионов Fe, Cu и Al при мольном соотношении металлов Fe/Cu/Al равном соответственно 3/7/100 и мольном соотношении [OH]/[Fe+Cu+Al] равном 2,0.
Существенными признаками, влияющими на достижение поставленной цели, являются:
использование железо/медь/алюминийсодержащего катализатора на основе монтмориллонита;
Заявляемое изобретение имеет следующие сходные с прототипом признаки:
процесс проводят в присутствии слоистого алюмосиликата, содержащего ионы железа;
пероксидом водорода окисляют водные растворы 4-аминобензолсульфонамида.
Совокупность сходных и отличительных признаков, характеризующих заявляемый способ, не известна из уровня техники, что свидетельствует о соответствии заявляемого изобретения критерию "новизна".
Способ подтверждается следующими примерами:
Пример 1. К 20 мл модельного раствора, содержащего 0,29 ммоль/л 4-аминобензолсульфонамида (АБС), добавляют пероксид водорода в количестве 5,23 ммоль/л (количество, равное стехиометрическому для полного окисления АБС) и 2 г/л катализатора Fe/Cu/Al-MM, прокаленного при 500°C. Реакционная смесь при pH=3,5, перемешивается в термостатированном реакторе при температуре 50°C. Степень очистки от АБС составляет 99-100% за 240 мин реакции.
Пример 2. Реакцию ведут аналогично примеру 1, только температура процесса 40°C. Степень очистки от АБС составляет 85% за 240 мин реакции. Примеры 1 и 2 демонстрируют, что скорость процесса может быть увеличена за счет повышения температуры реакционной среды
Пример 3 аналогичен примеру 1, отличие состоит в том, что добавляют пероксид водорода в количестве 2,91 ммоль/л (составляет 55,6% от стехиометрически необходимого количества). Степень очистки от АБС составляет 83% за 240 мин реакции.
Пример 4. Пример аналогичен примеру 1, отличие состоит в том, что добавляют пероксид водорода в количестве 10,46 ммоль/л (составляет 200% от стехиометрического). Степень очистки от АБС составляет 93,0% за 240 мин реакции.
Примеры 1, 3 и 4 показывают, что активность каталитической системы может быть повышена за счет изменения количества пероксида водорода.
Из примеров 1, 3 и 4 следует, что использование Fe/Cu/Al-MM, прокаленного при 500°C, в качестве катализатора процесса очистки сточных вод от АБС пероксидом водорода позволяет по сравнению с прототипом 2 [Применение Fe-пиллар-глины в окислительной деструкции пара-аминобензолсульфамида в водных растворах / Д.В. Дамбуева, С.Ц. Ханхасаева, Э.Ц. Дашинамжилова // Вода: Химия и экология. 2014. №6. С. 84-88] снизить расход окислителя до стехиометрически необходимого количества при сохранении высокой степени очистки 99-100%, а в прототипе 2 эффективность очистки за 240 мин составляет 85%, при расходе пероксида водорода, в 3 раза превышающем стехиометрически необходимое количество.
Пример 5-8. Примеры аналогичны примеру 1, условия реакции представлены в таблице.
Примеры 5-8 показывают, что эффективность очистки может быть повышена за счет изменения количества катализатора Fe/Cu/Al-MM.
Пример 9-11. Примеры аналогичны примеру 1, условия реакции представлены в таблице.
Примеры 1, 2, 9 и 10 показывают, что катализатор Fe/Cu/Al-MM позволяет добиться высокой степени очистки до 87-99% от АБС при pH 3,0-4,0 (табл).
Из примеров следует, что использование катализатора Fe/Cu/Al-монтмориллонита в процессе очистки сточных вод от АБС пероксидом водорода позволяет по сравнению с использованием Fe-пиллар-глины (прототип 2) проводить процесс при pH 3,0-4,0, количестве катализатора 2 г/л и уменьшить расход окислителя до стехиометрически необходимого количества с сохранением высокой степени очистки.
Области практического применения: очистка природных, оборотных и сточных вод, содержащих АБС.
Figure 00000001

Claims (3)

1. Способ очистки сточных вод от 4-аминобензолсульфонамида пероксидом водорода в присутствии железо/медь/алюминийсодержащего слоистого алюмосиликата, отличающийся тем, что в качестве катализатора используется монтмориллонит, интеркалированный смешанными полигидроксокомплексами железа/меди/алюминия, полученными путем щелочного гидролиза водного раствора смеси катионов Fe, Сu и Аl при мольном соотношении металлов Fe/Cu/Al равном соответственно 3/7/100 и мольном соотношении [OH]/[Fe+Cu+Al] равном 2,0.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что окисление 4-аминобензолсульфонамида проводят при рН 3,0-4,0.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для окисления 4-аминобензолсульфонамида пероксид водорода берут в количестве 100% от стехиометрически необходимого.
RU2014154617/05A 2014-12-31 2014-12-31 Способ очистки сточных вод от 4 - аминобензолсульфонамида RU2579391C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014154617/05A RU2579391C1 (ru) 2014-12-31 2014-12-31 Способ очистки сточных вод от 4 - аминобензолсульфонамида

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014154617/05A RU2579391C1 (ru) 2014-12-31 2014-12-31 Способ очистки сточных вод от 4 - аминобензолсульфонамида

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2579391C1 true RU2579391C1 (ru) 2016-04-10

Family

ID=55793468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014154617/05A RU2579391C1 (ru) 2014-12-31 2014-12-31 Способ очистки сточных вод от 4 - аминобензолсульфонамида

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2579391C1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU432107A1 (ru) * 1971-03-16 1974-06-15 В. Н. Лабов , А. С. Габидуллин Уфимский химический завод Способ очистки сточных вод производства хлораминов
SU1143694A1 (ru) * 1983-01-31 1985-03-07 Институт коллоидной химии и химии воды им.А.В.Думанского Способ очистки сточных вод от органических соединений
RU2482067C2 (ru) * 2007-03-21 2013-05-20 Омиа Девелопмент Аг Способ очистки воды

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU432107A1 (ru) * 1971-03-16 1974-06-15 В. Н. Лабов , А. С. Габидуллин Уфимский химический завод Способ очистки сточных вод производства хлораминов
SU1143694A1 (ru) * 1983-01-31 1985-03-07 Институт коллоидной химии и химии воды им.А.В.Думанского Способ очистки сточных вод от органических соединений
RU2482067C2 (ru) * 2007-03-21 2013-05-20 Омиа Девелопмент Аг Способ очистки воды

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ДАМБУЕВА Д.В., ХАНХАСАЕВА С.Ц., ДАШИНАМЖИЛОВА Э.Ц. Применение Fe-пиллар-глины в окислительной деструкции пара-аминобензолсульфамида в водных растворах, Вода: Химия и экология, 2014, N6, с. 84-88. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Su et al. Degradation of amoxicillin in aqueous solution using sulphate radicals under ultrasound irradiation
CN102259993B (zh) 一种络合的亚铁活化过硫酸盐氧化水处理方法
CN109529894A (zh) 一种活化过硫酸盐用催化剂及其催化过硫酸盐去除污染物的应用
Sun et al. Magnetic CuO@ Fe 3 O 4 nanocomposite as a highly active heterogeneous catalyst of persulfate for 2, 4-dichlorophenol degradation in aqueous solution
US11198619B2 (en) Method for efficiently preparing ferrate based on nascent interfacial activity
CN103224256B (zh) 一种聚合硫酸铁水处理剂及其制备方法
CN101716489A (zh) 一种用于再生水处理的脱氮除磷抗菌复合水处理材料
CN103787537B (zh) 一种污水的处理方法及其应用
CN102910724B (zh) 碳酸氢盐活化负载型金属催化剂氧化处理有机废水的方法
CN104355443A (zh) 一种含偏二甲肼的废水的处理方法
CN101774673B (zh) 一种难降解有机物的处理方法
CN105289629B (zh) 一种镧基钙钛矿型氧化物催化臭氧降解水中紫外稳定剂方法
CN104190472B (zh) 一种新型高效的多相Fenton催化剂Fe3O4@EDTA的制备及应用
CN102070237B (zh) 一种去除工业废水中磺酰胺的cod降解剂
CN101602536A (zh) 一种用于催化氧化处理高浓度废水的复配氧化剂的制备方法
CN108083347A (zh) 钴离子诱导花状钴锰氧化物的制备及其产品和应用
CN109368764B (zh) 一种强化过硫酸盐氧化的水处理方法
JP3961558B1 (ja) アニオン吸着剤、水質又は土壌浄化剤及びそれらの製造方法
CN104386799B (zh) 一种去除水中微量有机污染物的方法
RU2579391C1 (ru) Способ очистки сточных вод от 4 - аминобензолсульфонамида
CN106552615A (zh) 凹凸棒石粘土复合催化材料的制备方法
JP2013193939A (ja) 硝酸第二鉄水溶液及び亜硝酸ナトリウムの製造方法
CN102515314A (zh) 利用碱式芬顿反应脱除氰化物的方法
Platon et al. Fe-pillared clay as an efficient Fenton-like heterogeneous catalyst for phenol degradation
CN106698890A (zh) 一种含亚铁离子的废酸制备污泥处理剂的方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170101