[发明专利]一种天然黄铁矿活化过一硫酸盐对含氯有机污染物脱氯降解的方法

说明书

一种天然黄铁矿活化过一硫酸盐对含氯有机污染物脱氯降解的方法，本发明涉及一种天然黄铁矿活化过一硫酸盐对含氯有机污染物脱氯降解的方法。本发明的目的是为了解决过一硫酸盐降解水中含氯有机物去除率低的问题。本发明常温常压下，将黄铁矿、过一硫酸盐与含有含氯有机污染物的溶液混合进行反应，完成对水中含氯有机污染物的脱氯降解。本发明催化体系对含氯有机污染物有极高的去除率，并且能将有机氯转化为无机氯，形成对其的脱氯去除，显著降低含氯有机污染物的生物毒性；本发明应用于水处理技术领域。

技术领域

本发明涉及一种天然黄铁矿活化过一硫酸盐对含氯有机污染物脱氯降解的方法。

背景技术

含氯有机物是一类常见的有机物，在生产生活中常常被用于合成有机溶剂，阻燃剂，表面活性剂，制冷剂，灭火剂，农药等。大部分含氯有机物都有致畸、致癌、致突变的作用，由于氯元素的存在，几乎所有的含氯有机物都有毒性，并且可以生物富集。含氯有机物化学性质稳定且难以生物降解，当其暴露在自然水体、大气和土壤中，将对人类、动植物和生态系统造成巨大危害。含氯有机物在我国水体优先控制污染物名单中占比最高。因此，探索一种环境友好的方法对含氯有机物进行脱氯降解，降低其对人类和生态系统造成的危害是十分必要的。

基于过一硫酸盐(PMS)的高级氧化技术被广泛应用于饮用水的深度处理。然而，过一硫酸盐本身活性不强，需要外部能量输入或使用催化剂才能提高其降解含氯有机污染物的效率。以能量输入的方式(如紫外光、热等)活化过一硫酸盐存在能耗较高，设备投入大，成本较高的问题。均相催化剂存在不易分离，容易造成二次污染的问题。非均相催化剂克服了上述问题，因此在过一硫酸盐活化领域中被广泛使用。在众多过渡金属催化剂中，Fe²⁺最具有应用潜力，但是其活化过程受溶液pH限制，仅在酸性条件下才能有较好的去除效果。

发明内容

本发明的目的是为了解决过一硫酸盐降解水中含氯有机物去除率低的问题，提供了一种天然黄铁矿活化过一硫酸盐对含氯有机污染物脱氯降解的方法。

本发明一种天然黄铁矿活化过一硫酸盐对含氯有机污染物脱氯降解的方法，其具体步骤如下：一、向含有含氯有机污染物的水体中添加过一硫酸盐，利用磁力搅拌的方式混合均匀，调节pH，得到过一硫酸盐混合液；

二、将天然黄铁矿投入过一硫酸盐混合液中，形成催化反应体系，开始催化反应；

三、催化反应结束后，离心，固相物分别用去离子水和无水乙醇洗涤，然后烘干，回收，即完成。

天然矿物黄铁矿在水溶液中氧化可产生H₂O₂、O₂^-·和·OH等。该过程可形成类Fenton反应，产生的自由基可用于含氯污染物的降解。此外，黄铁矿氧化产生的酸可降低溶液pH，从而有效防止Fe(OH)₂絮体或沉淀生成，提高Fe²⁺的利用率。作为天然黄铁矿中重要的电子供体，S₂^2-自身的还原特性可促进Fe³⁺向Fe²⁺转化，同样可以提高Fe²⁺的利用率。由此可见，若选用天然黄铁矿作为活化过一硫酸盐的催化剂，不仅可以避免大量能源和化学药剂的投入，还可以提供良好的反应pH和持续稳定的Fe²⁺。

本发明相较于现有技术具有以下优势：

(1)本发明将天然黄铁矿作为过一硫酸盐的活化剂，不仅可实现黄铁矿这一尾矿资源的重复利用、减少因黄铁矿氧化产生的环境污染，也可降低高级氧化工艺中的药剂成本；

(2)天然黄铁矿活化过一硫酸盐体系对含氯有机污染物有极高的去除率，并且能将有机氯转化为无机氯，形成对其的脱氯去除，显著降低含氯有机污染物的生物毒性；

(3)天然黄铁矿在水体中会自发产酸，并且释放大量的Fe²⁺，有利于催化氧化反应的持续进行。