[发明专利]一种钌配合物活化过硫酸盐降解多环芳烃的方法

说明书

本发明提供了一种钌的配合物活化过硫酸盐去除多环芳烃的方法，包括以下步骤：向富含多环芳烃的体系中投加钌的配合物和过硫酸盐，充分混合反应后，去除体系中的多环芳烃。过硫酸盐系统可以被二价钌配合物活化，和同类铂族金属铱一样对过硫酸盐的体现较高活化效率，可以应用于降解地下水中的多环芳烃萘，达到去除土壤和地下水中多环芳烃的目的。稀有金属Ru可以介导电子从有机化合物(电子供体)直接转移到过硫酸盐(电子受体)，而不涉及自由基的形成。本发明具有能够在较小的投加量情况下有效原位降解多环芳烃的优点，提高降解效率。在常温下即可达到较好的去除效果，pH适用范围宽，操作简单，不需投入其他的设备即可实施，可以用于土壤和地下水中多环芳烃的去除。

技术领域

本发明属于地下水污染治理应用领域。

背景 技术背景

多环芳烃是环境中普遍存在的一种持久性有机污染物，其来源主要为煤和石油燃烧等工业活动。多环芳烃具有致癌、致畸、致突变效应，并且具有持续扩散的特征，是环境中的一类典型有毒有机污染物。目前，国内外针对多环芳烃的污染主要采取的修复方法包括微生物降解法、植物修复法、物理修复法以及化学氧化法。其中，原位化学氧化(ISCO)是一种有效的土壤和地下水有机、无机污染物修复技术。过硫酸盐是目前用于土壤和地下水原位化学氧化(ISCO)修复的最新氧化剂。然而，近年来应用过硫酸盐进行修复的案例越来越多，通过热活化、碱活化、紫外活化、过渡金属离子活化等产生具有强氧化能力的硫酸根自由基能无选择性的与有机物进行反应。已经应用过硫酸盐进行氧化降解的污染物包括石油烃 (TPH)、多环芳烃(PAHs)、苯、甲苯等苯系物(BTEX)等。贵金属(Ru、Rh、Pd、lr、Pt和Au)都能快速激活PMS和降解多环芳烃，当体系pH为4时，初始阶段效率高，后期整体降解效率也能达到最大，保证钌的配合物活化过硫酸盐降解多环芳烃萘。贵金属可以导致PMS的快速活化与污染物的快速氧化。且钌的活化动力学一般遵循顺序为：Ru≈Rh＞Pd≈lr≈Pt＞Au＞＞Ag，在铂族贵金属(Ru、Rh、Pd、lr、Pt)活化中表现出明显的快速动力学，多环芳烃的衰减可以忽略不计。本发明提供了一种钌的配合物活化过硫酸盐降解多环芳烃的方法，活化效率高，多环芳烃去除率高，钌的配合物用量小，环境友好。使用钌的配合物来活化过硫酸盐可使反应，减少淬灭反应的发生，从而提高降解效率。

发明内容

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种钌的配合物活化过硫酸盐去除多环芳烃的方法，其特征在于，包括以下步骤：向富含多环芳烃的体系中投加钌的配合物和过硫酸盐，充分混合后反应1-5小时(优选3-4小时，更优选为4小时)，去除体系中的多环芳烃。

进一步地，所述多环芳烃为萘、菲和芘中的一种或多种。

进一步地，所述多环芳烃在体系中的浓度为10～100ppm。

进一步地，所述过硫酸盐为过硫酸钠。

进一步地，体系中钌的配合物为三(2，2′-联吡啶)二氯化钌，所述钌配合物的投加量为0.03～0.15g/L，优选为0.1～0.13g/L，更优选的为0.12g/L。

进一步地，所述体系中过硫酸盐的浓度为0.05～0.5mmol/L，优选为0.05～0.3mol/L。

进一步地，以有效成分计，体系中钌配合物和过硫酸盐的摩尔比为0.25～2∶1，优选为0.5～1∶1。

进一步地，以有效成分计，体系中过硫酸盐和多环芳烃的摩尔比为0.25～2∶1，优选为0.5～1∶1。

进一步地，先用乙醇溶液使萘增溶，并利用超声使萘充分溶解，然后向体系中投加钌配合物，最后加入过硫酸盐进行反应，最后投加过硫酸盐是为了避免自由基的损失。

进一步地，反应60分钟后，降解效率≥65％，反应115分钟后，降解效率达到100％。