專利名稱：一種降解有機(jī)氯化物的脫氯劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種降解有機(jī)氯化物的脫氯劑及制備方法，特別是活性組分為零 價鐵和復(fù)合金屬氧化物共存的脫氯劑及制備方法和脫氯實(shí)施方法。
技術(shù)背景有機(jī)氯化物包括氯代、氯代烯烴、氯代芳香烴以及有機(jī)氯殺蟲劑等。隨著有 機(jī)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，其在醫(yī)藥、制革、電子和農(nóng)藥等方面得到廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致 大量含氯的化合物及合成過程中的中間產(chǎn)物或副產(chǎn)品被大量地排放到環(huán)境中。 環(huán)境中的某些有機(jī)氯化物會消耗大氣層中的臭氧，有些則會危害人的中樞神經(jīng) 系統(tǒng)，誘發(fā)癌癥，處理有機(jī)氯廢液最有效的方法是焚燒。但常伴隨不完全燃燒 產(chǎn)物，如四氯化碳的焚燒能產(chǎn)生其他熱穩(wěn)定性更高、毒性更大的物質(zhì)六氯苯等。 而且焚燒產(chǎn)物氯化氫也需回收并作適當(dāng)處理。另外，有機(jī)氯化物，尤其是多氯代污染物通常作為Lewis酸(電子受體)而難以用高級氧化技術(shù)(AOPs)有效處理。 有機(jī)氯化物的特點(diǎn)是在環(huán)境中不易分解，不溶或微溶于水，因是脂溶性，溶 于脂肪和有機(jī)溶劑，在地上、水和物體中殘留的時間較長。此類物質(zhì)疏水性強(qiáng), 在環(huán)境中易于流動,能夠擴(kuò)散到世界各地，并且能夠通過食物鏈傳遞，在環(huán)境中和 生物體內(nèi)難于降解，對生物體毒性大，具有致癌性，是典型的持久性有機(jī)污染物。有機(jī)氯化物的降解方法通常包括生物法，化學(xué)法和物理的方法。其中物理方 法效果不好，生物的方法又過于繁瑣且不易控制,化學(xué)方法在降解有機(jī)氯化物有 著很大的優(yōu)勢，近年來化學(xué)方法發(fā)展迅速。目前國內(nèi)外對降解有機(jī)氯化物的報道有鐵一草酸配合物光解降解法，鎳/鐵 和銅/鐵雙金屬降解法，負(fù)載型鈀酞菁催化劑上有機(jī)氯的選擇性加氫脫氯法，氧 化鈣法，貴金屬催化劑降解法，過氧化氫紫外光照法等，1994年Gillham等人提出零價鐵可以用于地下水的原位修復(fù)后,由于鐵在自然界儲量豐富，具有成本 低的優(yōu)勢，因此近年來國內(nèi)外學(xué)者對零價鐵脫氯降解有機(jī)氯化物展開了一些相 關(guān)研究。研究發(fā)現(xiàn)零價鐵對一些氯化物尤其含量大的體系存在著還原脫氯活性 差，降解不完全等缺點(diǎn)。因此針對零價鐵還原性脫氯技術(shù)存在的脫氯速率和脫 氯效率低的缺點(diǎn)，本發(fā)明采用了層狀類水滑石的"記憶效應(yīng)"，將層狀類水滑石 的煅燒產(chǎn)物復(fù)合金屬氧化物應(yīng)用于零價鐵脫氯體系，使降解的氯離子在復(fù)合金 屬氧化物恢復(fù)到原有層狀類水滑石結(jié)構(gòu)的同時進(jìn)入層間，不僅去除了氛離子， 而且促使脫氯過程正向進(jìn)行，從而提高零價鐵脫氯效率。本發(fā)明采用的零價鐵/ 復(fù)合金屬氧化物脫氯劑特別適用于高濃度有機(jī)氯化物體系還原降解。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種降解有機(jī)氯化物的脫氯劑及制備方法和脫氯實(shí)施 方法。本發(fā)明提供的脫氯劑具有無毒性、脫氯條件溫和、脫氯效率高、在降解有機(jī) 氯的同時還將降解產(chǎn)物吸收在固相中的特點(diǎn)。本發(fā)明的要點(diǎn)是以零價鐵粉和復(fù)合金屬氧化物為主要活性成分。制備過程 包括類水滑石的制備和復(fù)合金屬氧化物的制備。類水滑石組成為[M2"VxM3+x(OH)2]x7W/、mH20，其中M"可以是Mg2+、 Zij2+或N產(chǎn)等二價金屬離 子，M3+則是Al3+、 Cr3+或Fe3+等三價金屬離子，x滿足0.2《x《0.4，八"代表層 間陰離子如C032—、 N(v或cr。具體制備過程為1. 類水滑石的制備采用共沉淀法制備出組成不同的類水滑石。2. 復(fù)合金屬氧化物的制備將上述所得水滑石置于馬弗爐中，溫度控制在250-60(TC，煅燒2-5小時，即可得所需的復(fù)合金屬氧化物。3. 實(shí)施方法按質(zhì)量比為10-25: 0.4-1的鐵粉/復(fù)合金屬氧化物置于lOppm-800mg/L有機(jī)氯化物溶液中，用聚四氟乙烯膜封蓋后放入恒溫震蕩器中， 保持25-8(TC的恒溫條件，以200-800r/min震蕩2-8h，脫氯率達(dá)70%-98%。上述復(fù)合金屬氧化物為鎂鋁金屬氧化物、鋅鋁金屬氧化物、鎂鐵金屬氧化 物和鈷鋁金屬氧化物較好。且零價鐵/復(fù)合金屬氧化物的質(zhì)量比為25: l最好。 實(shí)施例實(shí)施例h將鐵粉/鎂鋁復(fù)合氧化物按質(zhì)量比為25: 1加入質(zhì)量濃度為800mg/L的四氯 化碳體系，用聚四氟乙烯膜封蓋后放入3(TC恒溫水浴震蕩器中，以400r/min震 蕩5h，四氯化碳降解率為95.7%。實(shí)施例2:將鐵粉/鋅鋁復(fù)合氧化物按質(zhì)量比為20: l加入30ppm的DDT體系，用聚 四氟乙烯膜封蓋后放入6CTC恒溫水浴震蕩器中，以800r/min震蕩4h， DDT降 解率為98%。實(shí)施例3將鐵粉/鈷鋁復(fù)合氧化物按質(zhì)量比為25: 1加入質(zhì)量濃度為400mg/L的 QCUH2體系，用聚四氟乙烯膜封蓋后放入4(TC恒溫水浴震蕩器中，以200r/min 震蕩3h， C2CI4H2降解率為93.7%。實(shí)施例4將鐵粉/鎂鋁復(fù)合氧化物按質(zhì)量比為15: 0.5加入10ppm的DDT體系，用 聚四氟乙烯膜封蓋后放入3(TC恒溫水浴震蕩器中，以400r/min震蕩8h， DDT 降解率為92%。
權(quán)利要求
1. 一種脫氯劑的制備及實(shí)施方法，該脫氯劑的活性組分為零價鐵和復(fù)合金屬氧化物。
2. 制備權(quán)利1所述復(fù)合金屬氧化物的方法，其特征在于，先用共沉淀方法合成 化學(xué)組成通常為[M2、-xM3+x(OH)2]x+(A"wmH20I的水滑石(]^2+和^13+分別 是二價和三價金屬離子，A^是層間維持電荷平衡的可交換的陰離子)，將上述所 得水滑石置于馬弗爐中煅燒一定的時間，即可得所需的復(fù)合金屬氧化物。
3. 權(quán)利l所述的實(shí)施方法，其具體為，按質(zhì)量比為10-25: 0.4-1的鐵粉復(fù)合金 屬氧化物置于10ppm-800mg/L有機(jī)氯化物溶液中，用聚四氟乙烯膜封蓋后放入 恒溫震蕩器中，保持恒溫條件，震蕩一定時間。
4. 權(quán)利2所述的制備方法，其特征在于，煅燒溫度為250-600°C，時間為2-5小時。
5. 權(quán)利3所述的實(shí)施方法，其特征在于，溫度在25-8(TC之間，振蕩的轉(zhuǎn)速為 200-800r/min，時間為2-8h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用來降解有機(jī)氯化物的脫氯劑，特別是活性組分為零價鐵和復(fù)合金屬氧化物共存的脫氯劑及制備方法，制備過程包括類水滑石的制備和復(fù)合金屬氧化物的制備以及脫氯實(shí)施方法。類水滑石組成為[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂]^x-A_x/n^n-·mH₂O，其中M²⁺可以是Mg²⁺、Zn²⁺或Ni²⁺等二價金屬離子，M³⁺則是Al³⁺、Cr³⁺或Fe³⁺等三價金屬離子，x滿足0.2≤x≤0.4，A^n-代表層間陰離子如CO₃^2-、NO₃^- 或Cl^-。將上述所得水滑石置于馬弗爐中，溫度控制在250-600℃，煅燒2-5小時，即可得所需的復(fù)合金屬氧化物。按質(zhì)量比為10-25∶0.4-1的鐵粉/復(fù)合金屬氧化物置于10ppm-800mg/L有機(jī)氯化物溶液中，保持25-80℃的恒溫條件，以200-800r/min震蕩2-8h，脫氯率達(dá)70％-98％。該脫氯劑具有高效，低成本，無毒性和易于制備等特點(diǎn)，可用于降解各種有機(jī)氯化物。
文檔編號C07B35/00GK101279869SQ20071006516
公開日2008年10月8日 申請日期2007年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月5日
發(fā)明者張翼飛, 蕾 李 申請人:北京化工大學(xué)