[發(fā)明專利]微波誘導(dǎo)二氧化錳催化降解土壤中多氯聯(lián)苯的處理方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010192479.5
• 申請(qǐng)日: 2010-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN101850357A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃冠燚;趙玲;董元華;張琴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所
• 主分類號(hào): B09C1/00
• 分類號(hào): B09C1/00;B09C1/08
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 唐建清

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)保領(lǐng)域中的有關(guān)土壤中持久性有機(jī)污染物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用微波誘導(dǎo)二氧化錳催化降解土壤中多氯聯(lián)苯的方法。

背景技術(shù)

多氯聯(lián)苯(PCBs)是由209種同類物組成的一組氯代芳烴化合物，具有許多優(yōu)良物理化學(xué)性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于電力工業(yè)、塑料加工業(yè)、化工行業(yè)和印刷業(yè)等領(lǐng)域。截至1989年，世界各國(guó)因公害原因基本停止其生產(chǎn)。據(jù)估計(jì)，全球總產(chǎn)量＞1.5×10⁶t，約78％通過各種渠道進(jìn)入了環(huán)境中，并導(dǎo)致了局部水污染、土壤污染和水體底泥污染等問題。環(huán)境中的PCBs通過食物鏈富積、濃縮和放大進(jìn)入動(dòng)物體和人體造成巨大的危害。而PCBs具有半揮發(fā)性、高穩(wěn)定性、低溶解性等特點(diǎn)，能夠在水體、土壤、大氣中遷移，從而造成全球性的環(huán)境污染。從地衣、苔蘚到水稻、小麥，從淡水、海水到雨、雪，從赤道到中緯度、亞北極和北極地區(qū)，還有從南極的海鳥蛋到北極的海豹以及從美國(guó)、瑞典和日本等許多國(guó)家的人乳中均檢測(cè)出了PCBs，甚至在幾千米高的西藏南迦巴凡峰上的雪水、江水、土壤、森林、自然植被、家禽內(nèi)臟及其它動(dòng)物毛發(fā)中也檢測(cè)出PCBs。

通過各種渠道進(jìn)入環(huán)境中的PCBs，大部分殘留在土壤中，導(dǎo)致了嚴(yán)重的土壤污染問題。目前用于修復(fù)PCBs污染土壤的方法主要有物理修復(fù)方法、化學(xué)修復(fù)方法、生物修復(fù)方法及物理化學(xué)與生物技術(shù)相結(jié)合的修復(fù)方法。但這些方法技術(shù)大都存在著一些缺點(diǎn)，物理方法費(fèi)用高，化學(xué)方法易造成二次污染，生物方法效率低且不穩(wěn)定等，因此研究和開發(fā)高效、無污染、低成本的修復(fù)方法是十分必要的。

微波誘導(dǎo)催化反應(yīng)是指當(dāng)反應(yīng)物不直接明顯地吸收微波時(shí)，可以利用某種強(qiáng)烈吸收微波的“敏化劑”把微波能傳給這些物質(zhì)而誘導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)，如果選用這種“敏化劑”作為催化劑的載體，就可在微波輻照下實(shí)現(xiàn)某些催化反應(yīng)。微波誘導(dǎo)催化反應(yīng)能有效地降解有機(jī)污染物，具有反應(yīng)速率快，作用時(shí)間只需幾分鐘，且降解徹底，無二次污染，安全可靠等特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明針對(duì)目前多氯聯(lián)苯污染土壤修復(fù)過程中存在的許多問題，提供了一種簡(jiǎn)單易行、快速、高效、無二次污染的利用微波誘導(dǎo)二氧化錳催化降解土壤中多氯聯(lián)苯的方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明技術(shù)方案為：以二氧化錳為強(qiáng)烈吸收微波的催化劑，在酸性條件下利用微波誘導(dǎo)二氧化錳催化降解污染土壤中的多氯聯(lián)苯，該方法的具體步驟如下：

①將多氯聯(lián)苯污染土壤在自然條件下風(fēng)干后，研磨過篩網(wǎng)去除石礫、瓦塊和枯枝等雜物；

②在污染土壤中添加二氧化錳納米粉混合；

③裝填到反應(yīng)器中用硫酸溶液酸化土壤；

④啟動(dòng)微波發(fā)生器，對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行微波輻射處理。

所述土壤、二氧化錳和硫酸溶液的質(zhì)量比為10∶1∶(0～3]。

所述二氧化錳納米粉粒徑為20～200nm。

所述硫酸溶液濃度為8mol/L。

所述反應(yīng)器是材質(zhì)為玻璃或石英玻璃的圓柱形瓶。

所述微波頻率為915MHz或2450MHz，一般小型反應(yīng)器選用2450MHz，大型反應(yīng)器選用915MHz；微波發(fā)生器功率為(0～850]W，優(yōu)選為800W大功率。

所述微波輻射時(shí)間設(shè)定為(0～45]min，優(yōu)選為30～45min。

有益效果：本發(fā)明在應(yīng)用于pH＝4.65的3，3′，4，4′-四氯聯(lián)苯污染土壤修復(fù)中，粒徑為80nm左右的二氧化錳添加量為土壤質(zhì)量的10％，微波功率為800W，輻射時(shí)間為45min，微波誘導(dǎo)二氧化錳對(duì)3，3′，4，4′-四氯聯(lián)苯的降解率達(dá)到92.6％。

附圖說明：

圖1為微波誘導(dǎo)MnO₂對(duì)土壤中PCB77的降解效果。

圖2為不同土壤pH下微波誘導(dǎo)MnO₂對(duì)土壤中PCB77的降解效果。

圖3為不同微波功率下微波誘導(dǎo)MnO₂對(duì)土壤中PCB77的降解效果。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，并不構(gòu)成對(duì)權(quán)利要求范圍的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的其他替代手段，均在本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)。

實(shí)施例1：