[发明专利]一种全氟化合物的降解方法

说明书

技术领域

本发明涉及全氟化合物的分解技术领域，具体涉及一种全氟化合物的降解方法。

背景技术

全氟化合物是一类具有重要应用价值的含氟有机化合物，它是氟原子替代碳氢化合物中所有氢原子而形成的氟碳化合物，其生产和使用可以追溯到50年前。环境中存在的全氟化合物主要有全氟羧酸类、全氟磺酸类、全氟酰胺类等，其中全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)是环境中最典型的两种全氟化合物，并且这两种化合物是多种全氟化合物(PFCs)在环境中的最终转化产物。全氟化合物含有具有极高化学键能(键能约为110kcal/mol)的C-F共价键，因此这类化合物在环境中有很高的稳定性，且具有生物累积和生物放大效应。

PFCs污染物普遍存在于包括北极冰盖在内的全球水环境中。目前，在废水和污泥、地表水、地下水、海水、海底沉积物和饮用水(自来水)中都检测到了不同浓度的全氟化合物。

现有的污染物处理方法，如物理吸附分离、焚烧降解、催化降解、光解等技术，均不能十分有效地分解PFOA和PFOS。因此迫切寻找一种能高效降解全氟化合物的方法，以应对可能带来的风险。

例如公开号为CN 100389857C的中国发明专利申请公开了一种用于分解废气中全氟化合物的催化剂和方法，该催化剂以铝/磷的摩尔比范围为10-100在氧化铝表面负载磷(P)组分而制得。

公开号为CN 100347137A的中国发明专利申请公开了一种全氟取代化合物脱氟降解的方法，用于消除水、空气和土壤中的全氟取代有机物。对无氧条件下的PFOS和PFOA等全氟取代化合物进行真空紫外光照射，使全氟取代化合物进行脱氟反应，反应可在185nm紫外线的汞灯照射下，或在波长是172nm的氙准分子激发灯照射下进行，可通入保护性惰性气体或还原性气体实现无氧条件，还可在反应过程中加入还原性物质和具有高导带能级的半导体催化剂，以提高脱氟分解率。

公开号为CN 102351272A的中国发明专利申请公开了一种可见光催化降解水中全氟辛酸的方法该方法包括两个步骤：光催化剂的制备及利用其在可见光下催化降解水中全氟辛酸。具体是先以氯化锶为原料，以五水硝酸铋为铋源，利用溶剂热方法制备得到锶掺杂氧化铋光催化剂，然后利用该催化剂光催化降解全氟辛酸。

传统的降解方法及上述专利文献公开的技术中，对于全氟化合物的降解效率均有限，在实际应用中受到限制。

发明内容

本发明提供了一种全氟化合物的降解方法，在常温常压下将全氟辛酸(PFOA)和全氟辛基磺酸盐(PFOS)分解为无害的物质，降解效率高。

一种全氟化合物的降解方法，包括：

对液相的全氟化合物进行紫外光照射，同时向液相的全氟化合物中投加氧化剂和催化剂；所述催化剂为二氧化钛负载杂多酸；所述氧化剂为过硫酸钠或/和双氧水。

液相的全氟化合物是指全氟化合物的水溶液，降解时对该水溶液中全氟化合物的浓度没有特殊要求。

作为优选，所述全氟化合物为全氟辛酸或全氟辛基磺酸盐。

作为优选，所述氧化剂为过硫酸钠和双氧水，过硫酸钠和过氧化氢的摩尔比为3∶1～1，优选为2∶1。双氧水采用市售30％的双氧水，过硫化钠与双氧水中过氧化氢的摩尔比为3∶1～1。

作为优选，所述氧化剂的投加量与全氟化合物的摩尔比为2～25∶1，优选为4～10∶1。

即当全氟化合物为全氟辛酸或全氟辛基磺酸盐，氧化剂为过硫酸钠或/和双氧水时，氧化剂的投加量与全氟化合物的摩尔比均取2～25∶1，优选为4～25∶1。

作为优选，所述催化剂为二氧化钛负载杂多酸。所述二氧化钛负载杂多酸通过浸渍法制备。

更优选，所述催化剂为二氧化钛负载磷钨酸。

更优选，所述催化剂的投加量为0.01g/L-2g/L。即每升液相的全氟化合物中投加0.01～2g催化剂。

作为优选，所述紫外光照射的时间为30min-360min，更优选为250min-360min。

作为优选，所述紫外光的波长小于200nm，例如可以是150-200nm之间的任一波长。

最优选地，所述全氟化合物为全氟辛酸或全氟辛基磺酸盐；所述氧化剂为过硫酸钠和双氧水，过硫酸钠与双氧水的摩尔比为2∶1；所述氧化剂的投加量与全氟化合物的摩尔比为4∶1；所述催化剂为二氧化钛负载磷钨酸；所述催化剂的投加量为0.01g/L-2g/L；所述紫外光照射的时间为250-360min。

本发明方法的降解原理为：