氯代芳烴降解劑及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種降解劑及其制備方法與應(yīng)用。該降解劑包括氧化鍶和鐵的氧化物。其降解方法是將降解劑與氯代芳烴以質(zhì)量比為10:1-300:1混合，在250℃-600℃進(jìn)行熱催化降解，反應(yīng)3-100分鐘從而達(dá)到熱催化降解氯代芳烴的目的，以物理混合物作為降解劑，此加熱催化處理方法可以在加熱的反應(yīng)釜中進(jìn)行以處理廢棄、庫存的高濃度多氯代芳烴廢棄物。
【專利說明】氯代芳烴降解劑及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氯代芳烴降解劑及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]氯代芳烴是一類廣泛存在的污染物，通常具有很高的毒性、難降解，并能通過食物鏈在生物體內(nèi)蓄積，一旦進(jìn)入環(huán)境中，將會(huì)給人類健康和生態(tài)環(huán)境帶來極大的危害。對氯代芳烴這類污染物的控制已引起了普遍的關(guān)注。我國歷史上是生產(chǎn)氯代芳烴化合物的大國，一些有機(jī)氯殺蟲劑如滴滴涕、六氯苯等在我國有過廣泛使用，在上世紀(jì)六十年代到八十年代我國曾累計(jì)生產(chǎn)多氯聯(lián)苯近萬噸，并先后從比利時(shí)、法國等進(jìn)口過大量裝有多氯聯(lián)苯的電力電容器。這類氯代芳烴化合物在環(huán)境中非常難于自然降解，對環(huán)境安全和人類健康存在著重大威脅。因此，廢棄、庫存及氯代芳烴廢棄物的處置已迫在眉睫。
[0003]一些金屬氧化物催化劑由于價(jià)廉易得，并且具有較好的活性和較高的熱穩(wěn)定性、抗毒性，因而在氯苯類物質(zhì)的降解方面引起了較多關(guān)注。如，Jack H.Lunsford發(fā)現(xiàn)氧化鍶對CCl4在200°C _300°C是很好的活性材料，氣相產(chǎn)物為CO2 [Jack H.Lunsford, J.Phys.Chem.B1998, 102，3773-3778]。Hooker 和 Klabunde 發(fā)現(xiàn)Fe2O3 在 400。C?620° C 范圍內(nèi)能把0:14很好的降解成為C02，F(xiàn)eCl2+FeCl3，Cl2以及少量的C2Cl4和石墨。然而，在300° C的低溫時(shí)，F(xiàn)e2O3的反應(yīng)活性被大大降低，在反應(yīng)I小時(shí)后六氯苯僅被降解了 8.4%[Hooker, P.D.，Klabunde, K.J.，Environ.Sc1.Technol.1994，28，1243-1247]。目前，復(fù)合型材料在環(huán)境治理中的應(yīng)用日益受到關(guān)注。通過多相復(fù)合可以得到多功能材料，復(fù)合材料之間可以通過協(xié)同效應(yīng)等作用提高材料的性能。因而，有必要在前期預(yù)研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開發(fā)低溫、高效脫氯的金屬氧化物復(fù)合型材料。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種氯代芳烴降解劑及其制備方法與應(yīng)用。
[0005]本發(fā)明提供的降解劑，其活性成分由氧化鍶和鐵的氧化物組成。
[0006]當(dāng)然，所述降解劑也可只由氧化鍶和鐵的氧化物組成。
[0007]其中，所述鐵的氧化物選自Fe3O4和Fe2O3中的至少一種。
[0008]所述氧化鍶和鐵的氧化物的質(zhì)量比為(1-49):1_49)，優(yōu)選(1-25):(25-49);所述氧化鍶和鐵的氧化物的粒徑均為0.5-2微米。
[0009]上述本發(fā)明提供的降解劑在降解氯代芳烴中的應(yīng)用，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0010]本發(fā)明提供的降解氯代芳烴的方法，包括如下步驟:將所述降解劑與氯代芳烴混勻進(jìn)行反應(yīng)。
[0011]上述方法中，所述降解劑的質(zhì)量為所述氯代芳烴質(zhì)量的10-300倍，優(yōu)選100倍；
[0012]所述反應(yīng)步驟中，溫度為250_600°C，優(yōu)選300°C ;時(shí)間為3_100分鐘，具體為10-90min、10-30min、10-70min、30-90min、30-70min 或 70_90min，優(yōu)選 30 分鐘。所述反應(yīng)
可在可以加熱的反應(yīng)釜中進(jìn)行。[0013]所述氯代芳烴為廢棄的氯代芳烴或庫存的氯代芳烴。所述氯代芳烴選自六氯苯、多氯聯(lián)苯和二惡英中的至少一種。
[0014]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]I)氧化鍶和鐵氧化物的物理混合物對氯代芳烴類污染物具有較好的降解活性，其降解效率明顯高于單一組分氧化鍶、鐵氧化物以及Mg0、Ca0、Ba0與Fe2O3或Fe3O4組成的降解劑的降解性能。
[0016]2)制備氧化鍶和鐵氧化物的物理混合物的方法簡單易行，成本低，適合大批產(chǎn)量生產(chǎn)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為實(shí)施例1所述降解劑對六氯苯的降解效率。
[0018]圖2為實(shí)施例2所述降解劑對六氯苯的降解效率。
[0019]圖3為實(shí)施例5所述降解劑對HCB的降解效率。
[0020]圖4為實(shí)施例6所述降解劑對HCB的降解效率。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。所述方法如無特別說明均為常規(guī)方法。所述原材料如無特別說明均能從公開商業(yè)途徑而得。下述實(shí)施例中，SrO, Fe2O3和Fe3O4的粒徑均為0.5-2微米。
[0022]實(shí)施例1
[0023]總質(zhì)量為50mg分別由質(zhì)量比為25:25和49:1的SrO和Fe2O3組成的降解劑對
0.5mg氯代芳烴六氯苯在300°C條件下加熱IOmin的降解效率如圖1所示，分別為89.1%和73.7% ；
[0024]50mg SrO和50mg Fe2O3分別對0.5mg六氯苯在相同反應(yīng)條件下的降解效率分別為71.2%和4.7%，結(jié)果表明，本發(fā)明提供的質(zhì)量比為25:25-49:1的由SrO與Fe2O3組成的降解劑對六氯苯的降解存在明顯地協(xié)同效應(yīng)，該降解劑可以顯著提高對六氯苯的降解性能。
[0025]實(shí)施例2
[0026]總質(zhì)量為50mg 分別由質(zhì)量比為 1:49、10:40、25:25、40:10 和 49:1 的 SrO 與 Fe3O4組成的降解劑對0.5mg氯代芳烴六氯苯在300°C條件下加熱IOmin的降解效率如圖2所示，分別為 93.5%, 96%, 90.9%, 83.7% 和 78.2% ；
[0027]50mg SrO和50mg Fe3O4分別對0.5mg六氯苯在相同反應(yīng)條件下的降解效率分別為71.2%和34.6%，結(jié)果表明，本發(fā)明提供的質(zhì)量比為1:49-49:1的由SrO與Fe3O4組成的降解劑對六氯苯的降解存在明顯地協(xié)同效應(yīng)，該降解劑可以顯著提高對六氯苯的降解性能。
[0028]實(shí)施例3
[0029]在反應(yīng)時(shí)間分別為lOmin，30min, 50min, 70min和90min、反應(yīng)溫度為300°C的條件下用25mg SrO/25mg Fe2O3降解劑對0.5mg氯代芳烴HCB (1754nmol)進(jìn)行降解，降解后檢出的剩余的六氯苯含量如表I所示，分別為190.8nmol, 1.7nmol, 0.3nmol, 0.2nmol和
0.lnmol，可知，本發(fā)明提供的25mg Sr0/25mg Fe2O3降解劑在反應(yīng)時(shí)間為30min以上降解效率為99.9%以上。[0030]表1、在反應(yīng)溫度 300°C，25mg Sr0/25mg Fe2O3 降解劑對 0.5mg HCB (1754nm)降解
后檢出的剩余的六氯苯含量(nmol)
【權(quán)利要求】
1.一種降解劑，其活性成分由氧化鍶和鐵的氧化物組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降解劑，其特征在于:所述降解劑由氧化鍶和鐵的氧化物組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的降解劑，其特征在于:所述鐵的氧化物選自Fe3O4和Fe2O3中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的降解劑，其特征在于:所述氧化鍶和鐵的氧化物的質(zhì)量比為(1-49): (1-49)，優(yōu)選(1-25): (25-49)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的降解劑，其特征在于:所述氧化鍶和鐵的氧化物的粒徑均為0.5-2微米。
6.權(quán)利要求1-5任一所述降解劑在降解氯代芳烴中的應(yīng)用。
7.一種降解氯代芳烴的方法，包括如下步驟:將權(quán)利要求1-5任一所述降解劑與氯代芳烴混勻進(jìn)行反應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于:所述降解劑的質(zhì)量為所述氯代芳烴質(zhì)量的10-300倍，優(yōu)選100倍; 所述反應(yīng)步驟中，溫度為250-600°C，優(yōu)選300°C ;時(shí)間為3-100分鐘，優(yōu)選30分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用或權(quán)利要求7-9任一所述的方法，其特征在于:所述氯代芳烴為廢棄的氯代芳烴或庫存的氯代芳烴。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用或方法，其特征在于:所述氯代芳烴選自六氯苯、多氯聯(lián)苯和二惡英中的至少一種。
【文檔編號(hào)】A62D101/22GK103537040SQ201210237206
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月9日
【發(fā)明者】蘇貴金, 黃林艷, 劉燁煊, 張麗霞, 鄭明輝 申請人:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心