118-74-1 / 六氯苯標(biāo)準溶液的降解處理

背景及概述^[1][2]

六氯苯曾主要用于防治麥黑穗病、種子和土壤消毒。環(huán)境中六氯苯的主要來源是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和化工污染。六氯苯的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，光解、化學(xué)分解和生物降解均對其無能為力，它能在水體、土壤和沉積物等環(huán)境介質(zhì)中存留數(shù)年甚至數(shù)十年或更長的時間。六氯苯可通過吸入、食入、經(jīng)皮膚吸收等途徑到達人體內(nèi)，對肝臟和神經(jīng)系統(tǒng)造成影響，導(dǎo)致器官功能損傷和皮膚損害，是人類致癌物之一。研究表明，六氯苯標(biāo)準溶液可對人類生殖系統(tǒng)產(chǎn)生毒性影響。另外，六氯苯標(biāo)準溶液對水生生物也有極高的毒性，并通過食物鏈發(fā)生生物蓄積作用，最終影響人類健康。由此可見，六氯苯標(biāo)準溶液已成為全球性的環(huán)境污染物，并被列入環(huán)境內(nèi)分泌干擾物，其危害已引起越來越廣泛的重視。

理化性質(zhì)^[1]

六氯苯純品為無色細針狀或小片狀晶體，工業(yè)品為淡黃色或淡棕色晶體，六氯苯標(biāo)準溶液是六氯苯的乙醇溶液。

六氯苯標(biāo)準溶液中的溶質(zhì)六氯苯具有完全對稱的結(jié)構(gòu)，而且氯取代數(shù)多，毒性大，降解非常困難。據(jù)調(diào)查，國內(nèi)每年在化工生產(chǎn)過程中至少產(chǎn)生600噸六氯苯標(biāo)準溶液，被封存的六氯苯廢物存在泄漏和擴散的風(fēng)險，對周邊生態(tài)環(huán)境安全存在巨大隱患。

檢測

先使用紫外光照射受六氯苯標(biāo)準溶液液；其中，紫外光的波長范圍為340～380nm，現(xiàn)選擇紫外光的波長為360nm，六氯苯標(biāo)準溶液中的六氯苯的濃度為10?7M。再使用熒光光譜儀測量六氯苯乙醇溶液中的六氯苯的熒光發(fā)射光譜強度。最終得到六氯苯標(biāo)準溶液濃度。

降解處理^[3]

六氯苯標(biāo)準溶液的降解

1、催化劑制備

將氯化鈷和氯化鋰溶解到體積分數(shù)為40％～60％的乙醇水溶液中，加入θ-氧化鋁，浸漬12小時以上，置于烘箱中120～150℃干燥2～6小時，再放入馬弗爐中550～650℃焙燒2～3小時，獲得催化劑前驅(qū)體；將氯化鈀和氯化銥溶解到體積分數(shù)為40％～60％的甲醇水溶液中，加入上述催化劑前驅(qū)體，浸漬12小時以上，置于烘箱中120～150℃干燥2～6小時，再放入馬弗爐中550～650℃焙燒2～3小時，獲得六氯苯標(biāo)準溶液降解催化劑。

2、催化劑裝填

在固定床催化蒸餾塔中從上到下分為六段裝填椰殼顆粒碳稀釋的催化劑，且從上到下各段裝填的催化劑的質(zhì)量百分含量依次為8％～12％、0％、18％～22％、38％～42％、58％～62％、78％～82％；所述的固定床催化蒸餾塔的第二至五段均設(shè)置有補氣口。

3、催化劑前處理

從固定床催化蒸餾塔底部通入氮氣置換塔內(nèi)空氣3小時以上，然后將氮氣切換為純氫氣，同時對固定床催化蒸餾塔進行升溫，使其從上到下各段溫度依次為180～220℃、190～230℃、240～260℃、290～300℃、290～310℃、300～320℃，升溫速率均為1～2℃/分鐘，升至目標(biāo)溫度后恒溫保持2～6小時，對催化劑進行活化；催化劑活化完后，將固定床催化蒸餾塔從上到下各段溫度依次降為130～140℃、175～185℃、215～225℃、250～260℃、275～285℃、230～240℃，并保持在此溫度；然后在通入的氫氣中添加氯化氫氣體，使氫氣的體積濃度為20％～40％。

4、催化反應(yīng)

將六氯苯標(biāo)準溶液加熱到230～240℃后從固定床催化蒸餾塔底通入，同時從各段補氣口通入氯化氫與氫氣的混合氣，所述混合氣中氫氣的體積濃度為20％～40％，以控制固定床催化蒸餾塔內(nèi)六氯苯與氫氣的摩爾比為1:1.1～3.0，反應(yīng)產(chǎn)物二氯苯從固定床催化蒸餾塔的第二段出，氯苯從第一段出；氯化氫從塔頂部出，經(jīng)過循環(huán)后重復(fù)使用。

上述步驟1中，以催化劑的質(zhì)量為100％計，優(yōu)選催化劑中鈀和銥的總負載量為0.5％～0.8％，鈷和鋰的總負載量為0.4％～1.0％。

上述步驟2中，優(yōu)選固定床催化蒸餾塔從上到下每段裝填的催化劑質(zhì)量百分含量依次為10％、0％、20％、40％、60％、80％。

上述步驟3中，對固定床催化蒸餾塔進行升溫，優(yōu)選使其從上到下各段溫度依次為200℃、200℃、250℃、300℃、300℃、300℃，所述固定床催化蒸餾塔各段都采用高壓循環(huán)水加熱升溫。

上述步驟3中，進一步優(yōu)選在通入的氫氣中添加氯化氫氣體，使氫氣的體積濃度為30％。

上述步驟4中，優(yōu)選控制固定床催化蒸餾塔內(nèi)六氯苯與氫氣的摩爾比為1:1.2～1.9。

上述步驟4中，所述的二氯苯為鄰二氯苯、間二氯苯、對二氯苯的混合物。

主要參考資料

[1]吳榮芳, 解清杰, 黃衛(wèi)紅, & 陸曉華. (2006). 六氯苯的環(huán)境危害及其污染控制. 化學(xué)與生物工程, 23(8), 7-10.

[2] 解清杰, 馬濤, 王琳玲, & 陸曉華. . 六氯苯污染沉積物的電fenton法處理. 華中科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）(3), 126-128.

[3] 楊光俊, 鄭正, 趙永富, 胡文勇, 顧春暉, & 馮建昉. (2004). γ輻照降解六氯苯(hcb)的研究. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報, 24(4), 750-752.