[发明专利]纳米Pd/C催化剂快速降解有机系中十溴联苯醚的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种快速降解十溴联苯醚的方法，特别是涉及一种纳米Pd/C催化剂快速降解有机系中十溴联苯醚的方法。

背景技术

多溴联苯醚与多氯联苯等环境污染物有类似的物化性质，都属于有毒的、亲脂性和持久性有机污染物。因其生产量大且使用范围广，在多种环境样品、人体组织和动物体中都能检测到它们的存在。2003年欧盟国家先后出台的《WEEE指令》和《RoHS指令》再一次引起世界各国的强烈反响，因此对于多溴联苯醚的降解和消除工作到目前为止已经展开研究。特别是对于水体中的多溴联苯醚的降解，尤其是十溴联苯醚的降解已经展开广泛深入的研究。

《Environmental Science&Technology》2005年第39卷第2280～2286页公开了一种纳米零价Fe粒子降解多溴联苯醚的方法。其方法是将溶解有多溴联苯醚的乙酸溶液加入一定量的水中(其中十溴联苯醚溶解在硫化钠的水溶液中)，通氮气排氧之后加入纳米Fe粉，然后在水浴控制温度为30℃的条件下，置于磁力搅拌器中搅拌反应40d(转速为60rpm)。十溴联苯醚最终转变为二溴联苯醚，三溴联苯醚，四溴联苯醚和五溴联苯醚。但该方法只能用于水体中多溴联苯醚的脱溴降解，且反应体系需脱氧，反应时间长，降解产物中含有毒性更强的五溴联苯醚；另外反应过程所需的氢源由Fe与水反应产生的氢气提供，因此Fe粒子被氧化为Fe₂O₃，催化剂无法重复利用。

《Environmental Science&Technology》2007年第41卷第6841～6846页公开了一种纳米零价Fe粒子附着在阳离子交换树脂上进行十溴联苯醚脱溴降解的方法。其方法将十溴联苯醚溶解在丙酮与水等体积混合的溶液中，在水浴控制温度为25±0.5℃的条件下振荡反应10d。十溴联苯醚最终转变为三溴联苯醚，四溴联苯醚，五溴联苯醚和六溴联苯醚，其中以四溴联苯醚和五溴联苯醚为主。但该方法只能用于水体中十溴联苯醚的脱溴降解，且反应时间长，降解产物中含有毒性更强的五溴联苯醚；另外Fe粒子同样被氧化，催化剂无法重复利用。

综上所述，目前降解十溴联苯醚的方法主要集中在污水处理的过程中，其降解的原理是零价还原金属与水反应产生氢气，在氢气为氢源的条件下降解多溴联苯醚，但零价金属被氧化导致其活性失活。

发明内容

本发明的目的在于克服现有采用零价金属无法降解有机体系中十溴联苯醚的技术缺陷，提供一种降解时间短，催化剂可以重复利用的纳米Pd/C催化剂快速降解有机体系中十溴联苯醚的方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种纳米Pd/C催化剂快速降解有机系中十溴联苯醚的方法，将含有十溴联苯醚的有机体系的pH值调节至10～11，加入纳米Pd/C催化剂，反应4小时以上，反应温度控制在50±5℃；所述纳米Pd/C为Pd负载在活性碳上的固体颗粒，其中Pd的质量百分含量为5.0±0.05％，所述纳米Pd/C在有机系中的浓度为6～20mg/ml；所述有机体系为脂肪烃的醇溶液或芳香烃的醇溶液，其中脂肪烃为正己烷，芳香烃为甲苯或以苯乙烯为主要组成的废旧电视机外壳热解油；所述醇溶液为异丙醇与甲醇的混合物；其中异丙醇与甲醇的体积比为90-100∶1；醇溶液在有机系中的体积含量为50％～90％；

当有机体系为脂肪烃的醇溶液时，所述脂肪烃在有机系中的体积含量为30％～50％；

当有机体系为芳香烃的醇溶液时，所述芳香烃在有机系中的体积含量为10％～50％。

为进一步实现本发明目的，所述pH值通过碱性物质调节。所述碱性物质优选为氢氧化钠或氢氧化钾。

所述有机系为正己烷、异丙醇和甲醇的混合溶液，其中正己烷、异丙醇与甲醇的体积比为100∶99∶1。

所述有机系为甲苯、异丙醇和甲醇的混合溶液，其中甲苯、异丙醇与甲醇的体积比为100∶99∶1。

所述有机系为废旧电视机外壳热解油、异丙醇和甲醇溶液；废旧电视机外壳热解油、异丙醇和甲醇的体积比为100∶99∶1；以质量百分比计，所述废旧电视机外壳热解油的主要组成为：甲苯2.69％、2，4-二苯基-1-庚烯1.31％、苯乙烯37.87％、异丙基苯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-环戊烯基)-2-甲基-1，1-二苯基-1-丙烯1.83％、间苯基氰苯20.02％和1，3，5-三苯基苯6.99％。