[發明專利]納米Pd/C催化劑快速降解有機系中十溴聯苯醚的方法

無效

• 申請號: 201010160415.7
• 申請日: 2010-04-23
• 公開（公告）號: CN101816828A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 陳烈強;陳源;彭紹洪;甘煥艷
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: A62D3/34
• 分類號: A62D3/34;A62D101/28
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李衛東

技術領域

本發明涉及一種快速降解十溴聯苯醚的方法，特別是涉及一種納米Pd/C催化劑快速降解有機系中十溴聯苯醚的方法。

背景技術

多溴聯苯醚與多氯聯苯等環境污染物有類似的物化性質，都屬于有毒的、親脂性和持久性有機污染物。因其生產量大且使用范圍廣，在多種環境樣品、人體組織和動物體中都能檢測到它們的存在。2003年歐盟國家先后出臺的《WEEE指令》和《RoHS指令》再一次引起世界各國的強烈反響，因此對于多溴聯苯醚的降解和消除工作到目前為止已經展開研究。特別是對于水體中的多溴聯苯醚的降解，尤其是十溴聯苯醚的降解已經展開廣泛深入的研究。

《Environmental?Science&Technology》2005年第39卷第2280～2286頁公開了一種納米零價Fe粒子降解多溴聯苯醚的方法。其方法是將溶解有多溴聯苯醚的乙酸溶液加入一定量的水中(其中十溴聯苯醚溶解在硫化鈉的水溶液中)，通氮氣排氧之后加入納米Fe粉，然后在水浴控制溫度為30℃的條件下，置于磁力攪拌器中攪拌反應40d(轉速為60rpm)。十溴聯苯醚最終轉變為二溴聯苯醚，三溴聯苯醚，四溴聯苯醚和五溴聯苯醚。但該方法只能用于水體中多溴聯苯醚的脫溴降解，且反應體系需脫氧，反應時間長，降解產物中含有毒性更強的五溴聯苯醚；另外反應過程所需的氫源由Fe與水反應產生的氫氣提供，因此Fe粒子被氧化為Fe₂O₃，催化劑無法重復利用。

《Environmental?Science&Technology》2007年第41卷第6841～6846頁公開了一種納米零價Fe粒子附著在陽離子交換樹脂上進行十溴聯苯醚脫溴降解的方法。其方法將十溴聯苯醚溶解在丙酮與水等體積混合的溶液中，在水浴控制溫度為25±0.5℃的條件下振蕩反應10d。十溴聯苯醚最終轉變為三溴聯苯醚，四溴聯苯醚，五溴聯苯醚和六溴聯苯醚，其中以四溴聯苯醚和五溴聯苯醚為主。但該方法只能用于水體中十溴聯苯醚的脫溴降解，且反應時間長，降解產物中含有毒性更強的五溴聯苯醚；另外Fe粒子同樣被氧化，催化劑無法重復利用。

綜上所述，目前降解十溴聯苯醚的方法主要集中在污水處理的過程中，其降解的原理是零價還原金屬與水反應產生氫氣，在氫氣為氫源的條件下降解多溴聯苯醚，但零價金屬被氧化導致其活性失活。

發明內容

本發明的目的在于克服現有采用零價金屬無法降解有機體系中十溴聯苯醚的技術缺陷，提供一種降解時間短，催化劑可以重復利用的納米Pd/C催化劑快速降解有機體系中十溴聯苯醚的方法。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

一種納米Pd/C催化劑快速降解有機系中十溴聯苯醚的方法，將含有十溴聯苯醚的有機體系的pH值調節至10～11，加入納米Pd/C催化劑，反應4小時以上，反應溫度控制在50±5℃；所述納米Pd/C為Pd負載在活性碳上的固體顆粒，其中Pd的質量百分含量為5.0±0.05％，所述納米Pd/C在有機系中的濃度為6～20mg/ml；所述有機體系為脂肪烴的醇溶液或芳香烴的醇溶液，其中脂肪烴為正己烷，芳香烴為甲苯或以苯乙烯為主要組成的廢舊電視機外殼熱解油；所述醇溶液為異丙醇與甲醇的混合物；其中異丙醇與甲醇的體積比為90-100∶1；醇溶液在有機系中的體積含量為50％～90％；

當有機體系為脂肪烴的醇溶液時，所述脂肪烴在有機系中的體積含量為30％～50％；

當有機體系為芳香烴的醇溶液時，所述芳香烴在有機系中的體積含量為10％～50％。

為進一步實現本發明目的，所述pH值通過堿性物質調節。所述堿性物質優選為氫氧化鈉或氫氧化鉀。

所述有機系為正己烷、異丙醇和甲醇的混合溶液，其中正己烷、異丙醇與甲醇的體積比為100∶99∶1。

所述有機系為甲苯、異丙醇和甲醇的混合溶液，其中甲苯、異丙醇與甲醇的體積比為100∶99∶1。

所述有機系為廢舊電視機外殼熱解油、異丙醇和甲醇溶液；廢舊電視機外殼熱解油、異丙醇和甲醇的體積比為100∶99∶1；以質量百分比計，所述廢舊電視機外殼熱解油的主要組成為：甲苯2.69％、2，4-二苯基-1-庚烯1.31％、苯乙烯37.87％、異丙基苯4.78％、α-甲基苯乙烯2.61％、1，3-二苯基丙烷8.5％、(3-苯丁烷基)苯0.47％、3-丁炔苯2.44％、1，3-二苯基-1-丁烯1.28％、3-(2-環戊烯基)-2-甲基-1，1-二苯基-1-丙烯1.83％、間苯基氰苯20.02％和1，3，5-三苯基苯6.99％。