[发明专利]一种基于Fe/Ag还原-类Fenton氧化去除典型溴代阻燃剂的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境污染物治理技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于纳米Fe-Ag还原和类Fenton氧化两步连续降解溴代阻燃剂，且能有效去除水相中典型溴代阻燃剂的方法。

背景技术

我国阻燃剂已发展成仅次于增塑剂的第二大高分子材料添加剂。其中溴代阻燃剂的年消费量达到7-8.7万吨，年均消费增长率约为7%，远高于全球平均水平。它们常出现在塑料、纺织品、电子/电器、运输包装、建材以及其他防火材料中，当前主要生产和使用的有5种，分别是四溴双酚A（TBBPA）、六溴环十二烷、十溴联苯醚、八溴联苯醚和五溴联苯醚。

溴代阻燃剂的大量使用所引起的环境和生态安全问题近年来受到了社会各方面的极大关注。它们可以通过生产添加过程、运输、产品的使用和废弃处置等各种途径进入环境，造成大气、水体、沉积物和土壤等环境介质及相关生态系统的污染。有研究表明，溴代阻燃剂中四溴双酚A（TBBPA）和多溴联苯醚（PBDEs）具有肝肾毒性、生殖毒性、神经毒性和致癌性等，能干扰内分泌，改变动物的本能行为。它们的化学性质非常稳定，不易被氧化分解，其结构特点使得这类化合物在自然界中的降解速率很低，可在环境介质中存留数年，甚至更长时间。目前报道的有关TBBPA和PBDEs的主要降解方式有热分解，光降解和微生物降解。热降解技术需要在高温或碱性条件下进行，对反应设备要求较高。光降解和微生物降解的研究绝大多数是基于其在环境中可能转化途径的探讨，目前真正从污染物处理的角度上关注其去除的研究还不多。此外，它们在光照、微生物的作用下主要发生脱溴反应，或者是两个苯环之间的断裂反应，降解进行得并不彻底，产物仍然具有一定的危害性。因此，发展一种方便、快速、有效、彻底的方法，用于降解典型的溴代阻燃剂具有十分重要的环境意义与现实意义。

参考文献1（Keum Y.S., Li Q.X. Reductive debromination of polybrominated diphenyl ethers by zerovalent iron, Environ. Sci. Technol., 2005, 39: 2280-2286.）中分别利用零价铁颗粒和树脂负载的纳米零价铁来还原降解多溴联苯醚，发现零价铁还原对其在污染修复有着很大的潜在利用价值，但他们的研究只限于多溴联苯醚的脱溴，得到的产物也多为低溴代的联苯醚。

参考文献2（Ronen Z., Abeliovich A. Anaerobic-aerobic process for microbial degradation of tetrabromobisphenol A, Appl. Environ. Microb., 2000, 66: 2372-2377.）中通过厌氧脱溴和好氧矿化两个阶段的生物降解过程实现了对TBBPA较完全的转化。

参考文献3（An T.C., Chen J.X., Li G.Y., Ding X.J., Sheng G.Y., Fu J.M., Mai B.X., O'Shea K.E., Characterization and the photocatalytic activity of TiO2 immobilized hydrophobic montmorillonite photocatalysts: Degradation of decabromodiphenyl ether (BDE-209), Catal. Today, 2008，139：69-76。）中制备了一种疏水性蒙脱土固载TiO2的新型光催化剂，通过脱溴和矿化两个过程实现了BDE209的彻底降解。但是光催化与生物降解法都存在一些不足之处：可见光降解的反应速率较慢，而如果以紫外光作为光源则处理成本较高，不适于工程应用；PBDEs的光解过程往往会生成二噁英类剧毒致癌物。

此外，由于大多数溴代阻燃剂对生物具有一定毒性和抑制作用，单独依靠生物法降解所需的时间较长，且很难得到较好的处理效果，往往要借助于进一步的物理化学方法，而且这些降解进行并不彻底，无法真正有效消除这些污染物所带来的危害。

发明内容

要解决的技术问题

针对现有技术中的溴代阻燃剂的污染处理方法普遍存在降解不彻底，产物仍有环境危害、降解成本高等问题，本发明提供了一种基于纳米Fe-Ag还原和类Fenton氧化的两步结合的处理体系，且能有效去除水相中典型溴代阻燃剂TBBPA和PBDEs的方法。

技术方案