[發明專利]溴硼酸鉀在光催化下對氯酚類污染物脫氯的方法

有效

• 申請號: 201310199066.3
• 申請日: 2013-05-24
• 公開（公告）號: CN103239827A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 范曉蕓;王貞;華寧;李莉;王傳義
• 申請（專利權）人: 中國科學院新疆理化技術研究所
• 主分類號: A62D3/176
• 分類號: A62D3/176;A62D3/10;A62D101/22
• 代理公司: 烏魯木齊中科新興專利事務所 65106
• 代理人: 張莉

技術領域

本發明涉及一種溴硼酸鉀在光催化下對氯酚類污染物脫氯的方法。

背景技術

氯酚類有機物是重要的有機化工原料，用于精細化工、農藥、造紙和醫藥工業，也被廣泛的用作殺除草劑、防腐劑、殺菌劑、溶劑等。另外在引用水的加氯消毒過程中可能產生氯酚及其衍生物，部分氯酚不可避免的釋放到自然環境中，氯酚類有機污染物具有致癌、致畸、致突變的特性，能夠危及在水生生物的生長和繁殖，氯酚類殺蟲劑等環境化學物質會影響胚胎發育。由于氯酚本身的芳環結構和氯代原子的存在而具有很強的毒性以及抗生物降解能力，同時氯原子的存在會抑制苯環裂解酶的活性從而增加了其抗生物能力。因此，在氯酚的降解過程中最主要的限速步驟是氯取代基的去除，即脫氯，其中，副產物鹽酸很容易去除，而苯酚則可以回收利用。苯酚是重要的有機化工原料，相對于氯酚來說它對環境的污染要小，因此將氯酚脫氯形成苯酚多年來已經成為環境研究中的重要課題。

由于氯酚結構穩定，對多氯酚的脫氯和去除方法的研究引起科學界和工程技術界的廣泛關注,主要的處理方法有吸附法、混凝法、萃取法、化學氧化法、光化學氧化法、超聲化學法氫解電離輻射高級氧化技術技術等，這種傳統的物理、生化或者化學氧化法進行處理，難以達到滿意的降解效果。而光催化氧化技術降解氯酚類污染物已成為當前環境污染控制研究領域中最為活躍的研究熱點之一。

關于無機溴硼酸鉀K₃B₆O₁₀Br的使用在專利號為200910113203.0中已有報道。但其主要是作為溴硼酸鉀在非線性光學晶體中的應用，如作為制備非線性光學器件，包括制作倍頻發生器、上或下頻率轉換器和光參量振蕩器。但是該專利尚未涉及到溴硼酸鉀材料在光催化下對氯酚類污染物脫氯方面的應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種溴硼酸鉀在光催化下對氯酚類污染物脫氯的方法，該方法以氯代苯酚為污染物，在溴硼酸鉀的存在下，分別在紫外可見光（波長范圍320-780?nm）及紫外光（254nm）照射下對氯酚類污染物進行降解，在5分鐘內，脫氯的效率可達100%，通過紫外可見光譜儀及高效液相色譜儀分析，該氯酚類污染物最終降解為苯酚及含氯的溶液。本發明操作工藝簡單，成本低，能高效、快速的用于氯代芳烴中的脫氯，對環境保護方面具有良好的前景。

本發明所述的一種溴硼酸鉀在光催化下針對氯酚類污染物脫氯的方法，按下列步驟進行：

a、將氯酚溶解在甲醇中，配制成濃度為10g/L的溶液，在溶液中加水稀釋至濃度為10-2000mg/L，然后置于超聲波中處理60min，使其為均一穩定的溶液；

b、在避光條件下，將20-1000mg的溴硼酸鉀粉末加入步驟a得到的溶液中，攪拌30-60分鐘，移取4mL置于離心管內,避光保存；

c、將步驟b中的剩余溶液體系在發光的氙燈下輻照，溫度保持室溫25℃，剩余溶液體系距氙燈出口10cm，氙燈光斑直徑為50mm,每隔1?min取樣4mL；

d、將取出的樣品離心后，取上清液測試紫外可見吸收光譜、高效液相色譜及離子色譜，分析污染物的降解效率及降解中間產物。

驟a中的氯酚為4-氯酚，2,4-二氯酚或2,4,6-三氯酚。

步驟d中，氙燈在發射波長為320-780nm,能量密度為1658?mw/cm²，在254nm下，能量密度為1218?mw/cm²，間隔取樣的時間為0.5min。

本發明中含氯酚類采用市售的原料。

本發明所述的一種溴硼酸鉀在光催化下針對氯酚類污染物脫氯的方法，即將一定濃度的代表性氯酚污染物在不同波長及能量的氙燈照射下，隨著時間的變化，使氯酚類污染物脫氯形成苯酚及Cl^-。

附圖說明

圖1為本發明溴硼酸鉀粉末衍射XRD圖譜，是該化合物的物相特征譜圖分析，每種化合物都有唯一的一種XRD射線譜圖，可以對該化合物進行定性分析，其中XRD譜圖的峰強對應原子內的電子總數，電子數越多，峰強越大；而XRD譜圖的角度對應原子層間的距離，原子層間距離大的對應低角度，反之對應高角度；

???圖2為本發明分別在紫外可見光、紫外光照射下的降解效率圖，其中用量為50mg，2,4-二氯酚濃度50mg/L，-■-為254nm照射下降解曲線，-●-為波長為320-780nm照射下降解曲線。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明：

實施例1：