[發明專利]一種阻斷氯離子猝滅自由基的方法

有效

• 申請號: 202010091807.6
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN113247986B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 徐世平;池英華;張啟亮;李璐璐;馬德方;岳欽艷;高寶玉
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C02F1/30
• 分類號: C02F1/30;C02F101/30
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 楊磊

本發明涉及一種阻斷氯離子猝滅自由基的方法。由于氯離子需與空穴或羥基自由基反應生成活性氯基團，才能進一步猝滅超氧自由基。所以，通過向光催化體系中投加適量的空穴或羥基自由基捕獲劑，可有效地阻斷氯離子猝滅超氧自由基的反應路徑，進而大幅提升高氯條件下甲基橙的降解效率。該方法為將光催化技術應用于高鹽廢水提供了一種新思路。

技術領域

本發明涉及一種阻斷光催化過程中氯離子猝滅自由基的方法，屬于光催化水處理領域。

背景技術

印染、化工、制藥、采油廢水等高鹽廢水往往含有大量不可生物降解的有毒有機污染物，對環境造成嚴重負擔。近年來研究表明，光催化技術可深度低耗處理廢水中的有毒有害成分，在抗生素、染料、垃圾滲濾液、醫藥副產物等大分子有機污染物降解方面，均表現出巨大的應用潛力。利用能產生具有強氧化性自由基(如·OH、·O₂^-等)的光催化劑來處理難降解有機污染物，是目前行之有效的手段之一，例如：CN110127836A公開了一種利用磁性氧化銅活化過一硫酸鹽處理高鹽有機廢水的方法。然而，由于高鹽有機廢水中的各種鹽離子，會猝滅光催化體系中的高活性物種，如：空穴(h⁺)、羥基自由基(·OH)和超氧自由基(·O₂^-)等，導致催化效率極低。

處理高鹽廢水的方法也有諸多專利文件報道，例如：CN109851149A公開了一種高鹽高濃度有機廢水的綜合處理方法，將待處理廢水依次經過磁分離處理、芬頓氧化處理、吹脫處理、電催化處理及生化處理，最后出水。CN109292955A公開了鈣鈦礦型催化劑在催化濕式氧化處理含鹽廢水中的應用。CN106495386A公開了一種高鹽分難降解有機廢水的處理方法及裝置。然而，上述高鹽有機廢水的處理方法大多利用電催化、氧化催化等過程，很少涉及到光催化過程。由于光催化過程具有過程簡單，無需復雜設備，節能等諸多優勢。因此，研究提高光催化劑在高壓有機廢水中的催化效率，具有重要意義。

在眾多高鹽有機廢水中，氯離子(Cl^-)是高鹽廢水中主要的陰離子。研究發現，廢水中大量的Cl^-不僅能直接猝滅h⁺和·OH，還可以通過對h⁺或·OH的淬滅反應引發自由基鏈式反應，產生活性氯基團，進而間接猝滅·O₂^-，持續不斷地消耗光生活性物種，大大降低光催化技術對高鹽廢水的處理效率。但目前，針對Cl^-的猝滅作用的阻斷技術尚未見報，嚴重地阻礙了光催化技術在高鹽廢水深度處理方面的應用。為此，特出本發明。

發明內容

針對現有技術的不足，尤其是含氯離子的高鹽有機廢水光催化降解體系中，氯離子容易淬滅·O₂^-等強氧化基團，導致光催化降解效率嚴重降低的問題，本發明以·O₂^-為主要活性物種的光催化體系，提供一種阻斷Cl^-猝滅作用的方法。

本發明的技術方案如下：

一種阻斷氯離子猝滅自由基的方法，包括步驟如下：

向含氯離子的有機廢水光催化降解體系中添加h⁺或·OH捕獲劑，實現Cl^-與·O₂^-反應路徑的成功阻斷。進而可顯著提高光催化體系中·O₂^-的含量，大幅促進高鹽有機廢水中污染物的光催化降解速率，是一種提高高鹽有機廢水污染物的光催化降解效率的方法。

根據本發明，優選的，所述的有機廢水中有機污染物為主要受·O₂^-進攻的污染物，進一步優選甲基橙、羅丹明B、鄰苯二酚、2，4-二氯苯酚等。

優選的，有機污染物的濃度范圍為0.1-200mg/L。