[发明专利]一种纳米固体超强碱活化的过硫酸钠去除地下水中氯苯的方法

说明书

技术领域

本发明属于地下水污染修复治理领域的原位化学氧化技术领域，具体而言，本发明涉及一种纳米固体超强碱活化的过硫酸钠去除地下水中氯苯的方法。

背景技术

地下水是重要的淡水资源，全国61％的城市将地下水作为饮用水源。近年来，由于工业发展等人为因素，导致一些地区的地下水质量已经严重恶化。氯苯(C₆H₅Cl)作为最简单的氯代芳烃是重要的化工原料和有机溶剂，广泛应用于化工、印刷等行业。由于操作失误导致的泄露及废液的不恰当处理，使氯苯成为最普遍的地下水有机物之一。而且，氯苯对人体的神经系统和肝、肺等内脏器官有毒害作用，因此，针对地下水中氯苯的有效的修复治理技术十分重要。

原位化学氧化技术指的是通过合适的运送方式将高级氧化剂输送到地下水污染物所在的区域(污染源或者污染羽)，通过氧化作用将污染物转化为低毒或者无毒物质，从而达到修复的目的。此技术最大的优点就是可以用相对较少的成本达到快速修复的目的。目前用于原位化学氧化的高级氧化剂主要有芬顿(Fenton)试剂、过硫酸钠、高锰酸盐和臭氧。因为氯苯的分子结构稳定，一般的氧化剂并不能达到该要求。Fenton试剂的氧化性强，但是由于羟基自由基的半衰期较短，在地下水中的影响范围太小，且在处理过程中的放热及产生的气体对操作的安全性是极大的考验。过硫酸钠是近几年发展起来的新型高级氧化剂，由于其氧化性强、稳定性好、影响半径广、适用于多种注射方式等，所以本发明选择过硫酸钠作为地下水氯代烃污染修复的氧化剂。

过硫酸钠可以经过过渡金属、热、紫外光等变成活化的过硫酸钠，从而形成硫酸根自由基(SO₄^-)甚至羟基自由基(OH)，氧化性大大加强。常用的活化方式中，热活化是最简单的方法，但加热地下需要较贵的特定的设备和排放控制；铁活化效率不如热活化；碱活化是目前被广泛看好的活化方法，通常用片碱(氢氧化钠)做为活化剂，如block等报道了用氢氧化钾活化过硫酸盐降解有机污染物(Block，Philip A.，Richard A.Brown，and David Robinson，Novel activation technologies for sodium persulfate in situ chemical oxidation.Proceedings of the Fourth International Conference on the remediation of chlorinated and recalcitrant compounds.2004)。但片状碱块颗粒较大，很难与地下水含水层介质混合均匀，再加上含水层介质有较强的酸碱缓冲能力，所以片碱很难使含水层介质均匀地达到强碱性环境。

固体超强碱是指碱强度(哈莫特函数H₀)大于26的碱性物质，也可认为是强度比中性物质(H₀＝7)高出19个单位的碱性物质，由于其具有多种优异的性能而得到了广泛的研究。如公开号为CN103212398A的发明专利公开了一种固体超强碱催化剂的制备与应用，用硝酸镁、硝酸铝和碱制备了固体超强碱应用于Knoevenagel缩合反应，取得了好的效果。但是固体超强碱活化过硫酸钠去除地下水中氯苯的方法还鲜有报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种纳米固体超强碱活化的过硫酸钠去除地下水中氯苯的方法。本发明研制的纳米固体超强碱活化剂，可以有效解决片碱作为活化剂的弊端，利用其粒径优势，使含水层介质快速有效并且均匀地达到强碱性环境，为发挥过硫酸钠的强氧化能力创造必要条件。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种纳米固体超强碱活化的过硫酸钠去除地下水中氯苯的方法,其具体步骤为：向被氯苯污染的地下水中投加纳米固体超强碱活化剂和过硫酸钠进行氧化反应，实现氯苯污染地下水的修复治理。

作为进一步的改进，所述的纳米固体超强碱活化剂为粒径在50-100nm之间的颗粒。

作为进一步的改进，所述的制备纳米固体超强碱活化剂所用原料为：十二烷基苯磺酸钠、硝酸镁、硝酸钙和氢氧化钠。

作为进一步的改进，所述的纳米固体超强碱活化剂的制备方法为：

(1)取十二烷基苯磺酸钠溶于蒸馏水中，获得质量百分比为1-8％的表面活性剂溶液；

(2)称取摩尔比为1:1～5:1的硝酸镁和硝酸钙溶于步骤(1)所制得的表面活性剂溶液中，得溶液a；