一種利用硫酸根自由基降解氯代硝基芳烴的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種利用硫酸根自由基降解氯代硝基芳烴的方法，將單過(guò)硫酸鹽和/或過(guò)硫酸鹽以及促進(jìn)劑加入到含氯代硝基芳烴的水體中進(jìn)行降解；所述的促進(jìn)劑選自香茅醛、檸檬醛、紫蘇醛、半棉酚、刺苞菊醛、香茶菜醛、絲石竹皂苷元、香草醛、肉桂醛、厚樸醛、洋商陸素A、重樓排草皂苷、長(zhǎng)春新堿、葡醛內(nèi)酯、魚(yú)腥草素、豆腐果苷或植物酮中的一種或幾種。該方法操作簡(jiǎn)單，不必增加額外的處理設(shè)備，適用范圍廣泛，對(duì)反應(yīng)溫度要求低；并且使用綠色無(wú)污染的天然植物提取物作為促進(jìn)劑，減小對(duì)環(huán)境的污染。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于有機(jī)廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種利用硫酸根自由基降解氯代硝基芳烴的方法。
技術(shù)介紹
高級(jí)氧化技術(shù)是一種利用反應(yīng)中產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性活性物種(如羥基自由基和硫酸根自由基)來(lái)氧化分解和礦化水中有機(jī)物及其反應(yīng)中間產(chǎn)物的凈化措施，已成為保障飲用水安全的重要深度處理技術(shù)之一，特別是在毒理學(xué)分析方法應(yīng)用于飲用水的安全性評(píng)價(jià)之后。由于硫酸根自由基對(duì)難降解有機(jī)污染物的高效去除以及高選擇性，與傳統(tǒng)高級(jí)氧化技術(shù)中廣泛應(yīng)用的羥基自由基(氧化還原電勢(shì)1.8～2.7v)相比，硫酸根自由基有較高的氧化還原電勢(shì)(2.5～3.1)。相比于羥基自由基，硫酸根自由基在較寬的pH范圍內(nèi)對(duì)污染物均有較好的降解效果。過(guò)硫酸鹽高級(jí)氧化技術(shù)具有氧化劑本身穩(wěn)定好、產(chǎn)生的硫酸根自由基氧化能力強(qiáng)、受pH影響小、氧化劑利用率高和無(wú)毒無(wú)害等優(yōu)點(diǎn)。過(guò)硫酸鹽是用來(lái)產(chǎn)生硫酸根自由基最常見(jiàn)的前驅(qū)物，其最終反應(yīng)產(chǎn)物為無(wú)毒無(wú)害的了硫酸根離子。過(guò)硫酸鹽在微波、熱、輻射、堿、(納米)過(guò)渡金屬(離子或氧化物)的活化作用下均可產(chǎn)生硫酸根自由基。然而，現(xiàn)有的這些促進(jìn)過(guò)硫酸鹽產(chǎn)生硫酸根自由基的技術(shù)存在條件苛刻(高溫、微波、輻射)或者有毒金屬殘留的問(wèn)題。中國(guó)專利技術(shù)專利(公開(kāi)號(hào)CN101973622A)公開(kāi)一種促使單過(guò)硫酸鹽、過(guò)硫酸鹽產(chǎn)生硫酸根自由基的方法。該專利技術(shù)提供了促使單過(guò)硫酸鹽、過(guò)硫酸鹽產(chǎn)生硫酸根自由基的方法。促進(jìn)劑按下述方法使用向被處理的水體中加入被促進(jìn)藥劑和單過(guò)硫酸鹽、過(guò)硫酸鹽體系促進(jìn)劑，然后均勻攪拌反應(yīng)。所述促進(jìn)劑抗壞血酸、亞硫酸鈉、鹽酸羥胺、硫酸羥胺、O-環(huán)丙基甲基羥胺、高錳酸鉀、氯化銨和檸檬酸等。但是該技術(shù)方案中的促進(jìn)劑如抗壞血酸、羥胺類物質(zhì)、氯化銨等因?yàn)楸旧碛卸净蚰軐?dǎo)致微生物加速繁殖，在使用時(shí)會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，使用后還需對(duì)促進(jìn)劑的殘留做進(jìn)一步的處理，從而導(dǎo)致成本的提升。因此目前過(guò)硫酸鹽高級(jí)氧化技術(shù)發(fā)展的瓶頸在于研發(fā)綠色的單過(guò)硫酸鹽和過(guò)硫酸鹽促進(jìn)劑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用硫酸根自由基降解氯代硝基芳烴的方法，使用綠色無(wú)污染的天然植物提取物作為促進(jìn)劑，減小對(duì)環(huán)境的污染。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：一種利用硫酸根自由基降解氯代硝基芳烴的方法，將單過(guò)硫酸鹽和/或過(guò)硫酸鹽以及促進(jìn)劑加入到含氯代硝基芳烴的水體中進(jìn)行降解；所述的促進(jìn)劑選自香茅醛、檸檬醛、紫蘇醛、半棉酚、刺苞菊醛、香茶菜醛、絲石竹皂苷元、香草醛、肉桂醛、厚樸醛、洋商陸素A、重樓排草皂苷、長(zhǎng)春新堿、葡醛內(nèi)酯、魚(yú)腥草素、豆腐果苷或植物酮中的一種或幾種。上述技術(shù)方案中，通過(guò)促進(jìn)劑對(duì)單過(guò)硫酸鹽和/或過(guò)硫酸鹽進(jìn)行活化處理，使得單過(guò)硫酸鹽和/或過(guò)硫酸鹽產(chǎn)生硫酸根自由基，硫酸根自由基是一種對(duì)吸電子基團(tuán)(如NO2-和Cl-)具有選擇性的強(qiáng)氧化性自由基，其與氯代硝基芳烴發(fā)生迅速的脫氯和脫硝基反應(yīng)，隨后芳環(huán)氧化斷開(kāi)變成有機(jī)小分子，這些小分子再進(jìn)一步的礦化為二氧化碳和水；其次，所選的促進(jìn)劑，為綠色無(wú)污染的天然植物提取物，在降解氯代硝基芳烴含氯有機(jī)物時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，并且方法簡(jiǎn)單不必增加額外的處理設(shè)備，適用范圍廣泛，對(duì)反應(yīng)溫度要求低。作為優(yōu)選，所述的氯代硝基芳烴選自2-氯硝基苯、3-氯硝基苯、4-氯硝基苯、2-氯-3-硝基苯酚、2-氯-4-硝基苯酚、2-氯-5-硝基苯酚、2-氯-6-硝基苯酚、2-硝基-3-氯苯酚、2-硝基-4-氯苯酚、2-硝基-5-氯苯酚、2-硝基-6-氯苯酚、2-氯-3-硝基苯胺、2-氯-4-硝基苯胺、2-氯-5-硝基苯胺、2-氯-6-硝基苯胺、2-硝基-3-氯苯胺、2-硝基-4-氯苯胺、2-硝基-5-氯苯胺、2-硝基-6-氯苯胺、2-氯-3-硝基苯甲酸、2-氯-4-硝基苯甲酸、2-氯-5-硝基苯甲酸、2-氯-6-硝基苯甲酸、2-硝基-3-氯苯甲酸、2-硝基-4-氯苯甲酸、2-硝基-5-氯苯甲酸、2-硝基-6-氯苯甲酸、2,3-二硝基氯苯、2,4-二硝基氯苯、2,5-二硝基氯苯、2,6-二硝基氯苯、3,4-二硝基氯苯、2,3-二氯硝基苯、2,4-二氯硝基苯、2,5-二氯硝基苯、2,6-二氯硝基苯、3,4-二氯硝基苯、2,3-二硝基氯苯酚、2,4-二硝基氯苯酚、2,5-二硝基氯苯酚、2,6-二硝基氯苯酚、3,4-二硝基氯苯酚、2,3-二氯硝基苯酚、2,4-二氯硝基苯酚、2,5-二氯硝基苯酚、2,6-二氯硝基苯酚、3,4-二氯硝基苯酚、2,3-二硝基氯苯胺、2,4-二硝基氯苯胺、2,5-二硝基氯苯胺、2,6-二硝基氯苯胺、3,4-二硝基氯苯胺、2,3-二氯硝基苯胺、2,4-二氯硝基苯胺、2,5-二氯硝基苯胺、2,6-二氯硝基苯胺、3,4-二氯硝基苯胺、2,3-二硝基氯苯甲酸、2,4-二硝基氯苯甲酸、2,5-二硝基氯苯甲酸、2,6-二硝基氯苯甲酸、3,4-二硝基氯苯甲酸、2,3-二氯硝基苯甲酸、2,4-二氯硝基苯甲酸、2,5-二氯硝基苯甲酸、2,6-二氯硝基苯甲酸和3,4-二氯硝基苯甲酸中的至少一種。由于單過(guò)硫酸鹽和/或過(guò)硫酸鹽產(chǎn)生硫酸根自由基，而氯代硝基芳烴含有氯基團(tuán)和硝基，本方法能夠快速的除去水體中的氯代硝基芳烴，90％以上的氯和硝基轉(zhuǎn)為無(wú)害的無(wú)機(jī)氯離子和硝酸根離子。作為優(yōu)選，所述的水體中單過(guò)硫酸鹽和/或過(guò)硫酸鹽與促進(jìn)劑的摩爾比為1:0.005～0.05。上述的摩爾比范圍，所產(chǎn)生的硫酸根自由基的濃度更加易于氯代硝基芳烴的降解，提高降解效果。作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述的水體中單過(guò)硫酸鹽和/或過(guò)硫酸鹽與促進(jìn)劑的摩爾比為1:0.0075～0.04。作為優(yōu)選，所述的水體中氯代硝基芳烴與促進(jìn)劑的摩爾比為0.01～1:1。上述摩爾比范圍時(shí)，降解氯代硝基芳烴240min，去除率達(dá)到70％以上。進(jìn)一步優(yōu)選為，摩爾比為0.05～0.3:1。作為優(yōu)選，所述的單過(guò)硫酸鹽為單過(guò)硫酸鉀、單過(guò)硫酸鈉、單過(guò)硫酸銨或單過(guò)硫酸鈣。上述的單過(guò)硫酸鹽易于產(chǎn)生硫酸根自由基，并且反應(yīng)條件不需要很苛刻。作為優(yōu)選，所述的過(guò)硫酸鹽為過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸銨或過(guò)硫酸鈣。上述的過(guò)硫酸鹽易于產(chǎn)生硫酸根自由基，并且反應(yīng)條件不需要很苛刻。作為優(yōu)選，所述的水體pH值為5～13。作為優(yōu)選，所述的水體的溫度范圍為4～50℃。由于使用綠色無(wú)污染的天然植物提取物作為促進(jìn)劑，在活化單過(guò)硫酸鹽和/或過(guò)硫酸鹽時(shí)，對(duì)所需的反應(yīng)條件要求低。作為優(yōu)選，所述的降解過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行曝氣。曝氣時(shí)能夠吹脫反應(yīng)生成的氧氣，提高去除效率，>5％本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種利用硫酸根自由基降解氯代硝基芳烴的方法，其特征在于，將單過(guò)硫酸鹽和/或過(guò)硫酸鹽以及促進(jìn)劑加入到含氯代硝基芳烴的水體中進(jìn)行降解；所述的促進(jìn)劑選自香茅醛、檸檬醛、紫蘇醛、半棉酚、刺苞菊醛、香茶菜醛、絲石竹皂苷元、香草醛、肉桂醛、厚樸醛、洋商陸素A、重樓排草皂苷、長(zhǎng)春新堿、葡醛內(nèi)酯、魚(yú)腥草素、豆腐果苷或植物酮中的一種或幾種。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種利用硫酸根自由基降解氯代硝基芳烴的方法，其特征在于，將單
過(guò)硫酸鹽和/或過(guò)硫酸鹽以及促進(jìn)劑加入到含氯代硝基芳烴的水體中進(jìn)行降
解；所述的促進(jìn)劑選自香茅醛、檸檬醛、紫蘇醛、半棉酚、刺苞菊醛、香茶
菜醛、絲石竹皂苷元、香草醛、肉桂醛、厚樸醛、洋商陸素A、重樓排草皂
苷、長(zhǎng)春新堿、葡醛內(nèi)酯、魚(yú)腥草素、豆腐果苷或植物酮中的一種或幾種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用硫酸根自由基降解氯代硝基芳烴的方法，
其特征在于，所述的氯代硝基芳烴選自2-氯硝基苯、3-氯硝基苯、4-氯硝基苯、
2-氯-3-硝基苯酚、2-氯-4-硝基苯酚、2-氯-5-硝基苯酚、2-氯-6-硝基苯酚、2-
硝基-3-氯苯酚、2-硝基-4-氯苯酚、2-硝基-5-氯苯酚、2-硝基-6-氯苯酚、2-氯-3-
硝基苯胺、2-氯-4-硝基苯胺、2-氯-5-硝基苯胺、2-氯-6-硝基苯胺、2-硝基-3-
氯苯胺、2-硝基-4-氯苯胺、2-硝基-5-氯苯胺、2-硝基-6-氯苯胺、2-氯-3-硝基
苯甲酸、2-氯-4-硝基苯甲酸、2-氯-5-硝基苯甲酸、2-氯-6-硝基苯甲酸、2-硝基
-3-氯苯甲酸、2-硝基-4-氯苯甲酸、2-硝基-5-氯苯甲酸、2-硝基-6-氯苯甲酸、
2,3-二硝基氯苯、2,4-二硝基氯苯、2,5-二硝基氯苯、2,6-二硝基氯苯、3,4-二
硝基氯苯、2,3-二氯硝基苯、2,4-二氯硝基苯、2,5-二氯硝基苯、2,6-二氯硝基
苯、3,4-二氯硝基苯、2,3-二硝基氯苯酚、2,4-二硝基氯苯酚、2,5-二硝基氯苯
酚、2,6-二硝基氯苯酚、3,4-二硝基氯苯酚、2,3-二氯硝基苯酚、2,4-二氯硝基
苯酚、2,5-二氯硝基苯酚、2,6-二氯硝基苯酚、3,4-二氯硝基苯酚、2,3-二硝基
氯苯胺、2,4-二硝基氯苯胺、2,5-二硝基氯苯胺、2,6-二硝基氯苯胺、3,4-二硝

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉小為，余永強(qiáng)，孫哲，王麗麗，葉苗苗，邵煜，方磊，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：浙江大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：浙江;33