RU2579391C1 - Способ очистки сточных вод от 4 - аминобензолсульфонамида - Google Patents
Способ очистки сточных вод от 4 - аминобензолсульфонамида Download PDFInfo
- 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
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
- B01J2/12—Processes 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/725—Treatment 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.
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.
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)
| 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 |
-
2014
- 2014-12-31 RU RU2014154617/05A patent/RU2579391C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| 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)
| 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 | |
| CN104355443B (zh) | 一种含偏二甲肼的废水的处理方法 | |
| 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 | |
| CN101759275A (zh) | 一种去除水中有机污染物的方法 | |
| 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 | |
| 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 | |
| CN101774673A (zh) | 一种难降解有机物的处理方法 | |
| 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 | |
| CN106673171A (zh) | 一种促使单过硫酸盐产生硫酸根自由基降解有机物的方法 | |
| 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 | |
| CN109368764A (zh) | 一种强化过硫酸盐氧化的水处理方法 | |
| 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 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170101 |