[发明专利]一种碘代X射线造影剂液相催化加氢脱碘的方法

说明书

本发明公开了一种液相催化碘代X射线造影剂加氢脱碘反应的方法，该方法中的催化剂以杂氮中孔碳MCN为载体，通过沉淀沉积法负载贵金属Pd或Pt，得到MCN负载的贵金属催化剂；在含有碘代X射线造影剂的水溶液中加入所述的MCN负载的贵金属催化剂，经氮气平衡后向溶液中通入氢气进行液相催化加氢脱碘反应。所述的催化剂用于碘代X射线造影剂的液相催化加氢脱碘，可实现较高的反应活性，能够有效去除或减小ICM的毒性，降解效率高，反应速度快。

技术领域

本发明涉及一种碘污染物的处理方法，具体涉及一种碘代X射线造影剂的催化加氢脱碘的方法。

背景技术

碘代X射线造影剂(ICM)是一种医药用品，通过静脉注射在诊断检测期间用于软组织、器官及血管等成像，一般在24h之内随人体尿液排出体外。相比于其他药品，ICM具有较高的化学及生物耐受性以及较高的水溶性，ICM在自然水环境中非常稳定，大多数的生物及化学废水处理过程很难将其去除。加之较大的使用量，年使用量约为3.5×10⁶kg，ICM在水环境中经常被检出，且浓度呈逐年递增的趋势。现有的研究表明，ICM是废水及表面水体中90％的有机碘的来源。ICM在迁移转化过程或者氯化和氯氨化过程中会产生碘代消毒副产物，是水体中具有高细胞毒性和高基因毒性的碘酸以及碘代三卤甲烷的主要来源。

目前对ICM的处理有多种方法，常用的有高级氧化技术、化学吸附法、微生物降解法、催化加氢法等；其中，由于ICM的结构的稳定性，高级氧化技术处理ICM的效率不高，且易产生碘代自由基等中间产物，易造成环境污染；化学吸附法则无法实现对ICM的真正降解，且由于ICM较高的水溶解性，常规吸附剂的吸附效率不明显；由于是用于人体显影，相比于其他药品，ICM设计之初就决定了其较高的化学及生物耐受性，目前关于生物法降解ICM的研究也比较少。

液相催化加氢脱卤是一种在常温常压条件下就可以进行的方法。与其他降解手段相比，液相催化加氢产生的中间产物较少，终产物无毒或低毒，是一种高效且环境友好的技术。常用的液相催化加氢脱卤反应的催化剂为负载型贵金属催化剂。其中催化剂载体有碳基材料及金属氧化物，碳基材料由于其较大的比表面积以及较高的酸碱稳定性得到了越来越多的关注。但是由碳基材料表面的惰性及较弱的金属-载体相互作用，碳基材料负载的贵金属催化剂在反应过程中容易发生团聚及不可逆淋失，从而导致催化剂失活。

发明内容

为了克服现有技术中的缺点，本发明的目的是提供一种碘代X射线造影剂液相催化加氢脱碘的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种碘代X射线造影剂液相催化加氢脱碘的方法，其特征在于，以中孔氮化碳MCN为载体，采用沉淀沉积法负载金属Pd或Pt，得到MCN负载的贵金属催化剂；常温常压下，在含有碘代X射线造影剂的水溶液中加入所述的MCN负载的贵金属催化剂，经氮气平衡后向溶液中通入氢气进行液相催化加氢脱碘反应。

优选地，所述催化剂中贵金属为Pd。贵金属Pd占催化剂的总质量的1％～3％。当贵金属Pd的负载量越大时，可得到越高的液相催化加氢脱碘反应活性，但考虑到负载量越大时，贵金属Pd在载体表面的分布越不均匀，利用率越低，故而最优地选择贵金属Pd的负载量约2％，可获得较大的液相催化加氢脱碘反应活性，以及更高的Pd的活性。

所述的ICM液相催化加氢脱碘方法中，催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)水热法合成SBA-15；

(2)MCN的合成：将SBA-15浸入四氯化碳和乙二胺的混合溶液中，超声处理使SBA-15与混合溶液充分接触，后经恒温80～120℃回流处理；将所得到的棕色固体干燥、研磨，在氮气氛围中2～5℃/min升温至450～700℃碳化处理4～6h。最后将碳化后的黑色固体经HF处理除去模板，去离子水洗涤至中性，干燥，得到中孔氮化碳，记为MCN。