本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多溴聯(lián)苯醚類阻燃劑的高效降解方法。
背景技術(shù)：
多溴聯(lián)苯醚(簡稱PBDEs)，有四溴聯(lián)苯醚、五溴、六溴、八溴、十溴等209種同系物。多溴聯(lián)苯醚是一種性能優(yōu)異的溴代阻燃劑，被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)和消費產(chǎn)品中，同時多溴聯(lián)苯醚也是一類持久性的有機污染物，在環(huán)境中非常穩(wěn)定，難降解，并具有高親脂性，低水溶性，有生物積累性并能沿著食物鏈富集。目前關(guān)于多溴聯(lián)苯醚的降解以及消除技術(shù)的研究已經(jīng)受到廣泛的重視。
多溴聯(lián)苯醚是我們傳統(tǒng)的阻燃劑品種，工業(yè)化生產(chǎn)的多溴聯(lián)苯醚品種有：四溴聯(lián)苯醚、五溴聯(lián)苯醚、六溴聯(lián)苯醚、七溴聯(lián)苯醚、八溴聯(lián)苯醚、九溴聯(lián)苯醚及十溴聯(lián)苯醚，其中常用的為五溴聯(lián)苯醚、八溴聯(lián)苯醚和十溴聯(lián)苯醚三個品種。作為一種溴系阻燃劑的一大類阻燃物質(zhì)，由于其優(yōu)異的阻燃性能，已經(jīng)越來越廣泛的應(yīng)用于各種消費產(chǎn)品當(dāng)中。
研究表明，PBDEs在各種環(huán)境基質(zhì)中有顯著上升甚至呈倍數(shù)關(guān)系增長，在動物甚至人體脂肪組織、血液、母乳均有檢出，因此已成為一類在生態(tài)系統(tǒng)中無處不在的污染物。對人體的影響研究發(fā)現(xiàn)，從事生產(chǎn)PBDEs的工人甲狀腺功能明顯減弱。PBDEs在一定條件下，可轉(zhuǎn)變?yōu)橛卸究芍掳┑亩噤宕讲D喃(PBDFs)和多溴代二并二惡。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種速度快、效率高、且不會造成環(huán)境污染的多溴聯(lián)苯醚類阻燃劑的高效降解方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
一種多溴聯(lián)苯醚類阻燃劑的高效降解方法的具體步驟為：向所述的阻燃劑中加入相對于阻燃劑重量百分比0.1％的表面活性劑，然后加入到微波反應(yīng)器中，在250～300℃非脈沖微波連續(xù)加熱1～2h，促進(jìn)多溴聯(lián)苯醚類活化并富集，然后將微波反映器置于超聲環(huán)境中并加入相對于阻燃劑0.2倍質(zhì)量的海綿鐵/Ag雙金屬催化劑，并按0.05～0.08m3/h的速度通入氫氣，同時用強度為50000lux的強光照射微波反應(yīng)器，通過還原反應(yīng)將多溴聯(lián)苯醚類阻燃劑降解。
進(jìn)一步的，所述的表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、月桂醇硫酸鈉、甘膽酸鈉、聚乙二醇對異辛基苯基醚中任意兩種的混合物，混合比例為質(zhì)量比1:1。
進(jìn)一步的，所述的微波反應(yīng)器中的化學(xué)反應(yīng)裝置上設(shè)置有表面含有35％原位生成的Cu的TiO2導(dǎo)帶，其中Cu受到強光的照射，Cu離子會捕獲TiO2導(dǎo)帶上受光激發(fā)產(chǎn)生被還原的電子，多溴聯(lián)苯醚類阻燃劑會被TiO2導(dǎo)帶上受光激發(fā)的空穴氧化，同時催化還原多溴聯(lián)苯醚。
進(jìn)一步的，所述的微波反應(yīng)器中還含有電磁攪拌器，攪拌速度連續(xù)可調(diào)并實時顯示。
進(jìn)一步的，所述的超聲環(huán)境中的超聲波頻率為25KHz～40KHz。
進(jìn)一步的，所述的海綿鐵/Ag雙金屬催化劑的制備方法為：將海綿鐵浸泡在相對于海綿鐵10倍量的去離子水中，然后加入相對于海綿鐵5倍量的硝酸銀溶液在超聲環(huán)境下攪拌至反應(yīng)完全，過濾去除過量的硝酸銀溶液，然后置于磁選機中進(jìn)行磁性分離，分離后用去離子水多次清洗，然后在真空下干燥即得所述的海綿鐵/Ag雙金屬催化劑。
進(jìn)一步的，將在微波反應(yīng)器中降解的多溴聯(lián)苯醚類冷卻到25～40℃后按質(zhì)量比8:1向其中再加入假單胞菌的菌株和厭氧真菌菌株，在密閉環(huán)境中靜置24～36h，進(jìn)行生物降解。生物降解能防止化學(xué)降解不完全，能更大程度的降解多溴聯(lián)苯醚類阻燃劑。
本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：本發(fā)明利用海綿鐵/Ag雙金屬催化劑結(jié)合表面活性劑輔助以微波反應(yīng)器，表面活性劑能保證多溴聯(lián)苯醚類活化并富集，海綿鐵/Ag雙金屬催化劑具有較好的分散性和表面能，加之在超聲環(huán)境下受靜電力、表面張力的作用，對多溴聯(lián)苯醚類具有良好的還原能力，微波反應(yīng)器能提升反應(yīng)速度，而且能通過非脈沖微波連續(xù)加熱，保證了多溴聯(lián)苯醚類高效分解。
具體實施方式
實施例1
一種多溴聯(lián)苯醚類阻燃劑的高效降解方法，所述的降解方法的具體步驟為：向所述的阻燃劑中加入相對于阻燃劑0.1％的表面活性劑，然后加入到微波反應(yīng)器中，在250℃非脈沖微波連續(xù)加熱1h，促進(jìn)多溴聯(lián)苯醚類活化并富集，然后將微波反映器置于超聲環(huán)境中并加入相對于阻燃劑0.2倍質(zhì)量的海綿鐵/Ag雙金屬催化劑，并按0.05m3/h的速度通入氫氣，然后用強度為50000lux的強光照射微波反應(yīng)器，通過還原反應(yīng)將多溴聯(lián)苯醚類阻燃劑分解去除。
其中，所述的表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、月桂醇硫酸鈉兩種的混合物；混合比例為質(zhì)量比1:1。所述的微波反應(yīng)器中的化學(xué)反應(yīng)裝置上設(shè)置有表面含有35％原位生成的Cu的TiO2導(dǎo)帶，其中Cu受到強光的照射，Cu離子會捕獲TiO2導(dǎo)帶上受光激發(fā)產(chǎn)生被還原的電子，多溴聯(lián)苯醚類阻燃劑會被TiO2導(dǎo)帶上受光激發(fā)的空穴氧化，同時催化還原多溴聯(lián)苯醚類；所述的微波反應(yīng)器中還含有電磁攪拌器，攪拌速度連續(xù)可調(diào)并實時顯示；所述的超聲環(huán)境中的超聲波頻率為25KHz。
其中，所述的海綿鐵/Ag雙金屬催化劑的制備方法為：將海綿鐵浸泡在去離子水中，然后加入過量的硝酸銀溶液在超聲環(huán)境下攪拌至反應(yīng)完全，過濾去除過量的硝酸銀溶液，然后置于磁選機中進(jìn)行磁性分離，分離后用去離子水多次清洗，然后在真空下干燥即得所述的海綿鐵/Ag雙金屬催化劑。
其中，將在微波反應(yīng)器中降解的多溴聯(lián)苯醚類冷卻到25℃后按質(zhì)量比8:1向其中再加入假單胞菌的菌株和厭氧真菌菌株，在密閉環(huán)境中靜置24h，進(jìn)行生物降解。生物降解能防止化學(xué)降解不完全，能更大程度的降解多溴聯(lián)苯醚類阻燃劑。
實施例2
一種多溴聯(lián)苯醚類阻燃劑的高效降解方法，所述的降解方法的具體步驟為：向所述的阻燃劑中加入相對于阻燃劑0.1％的表面活性劑，然后加入到微波反應(yīng)器中，在275℃非脈沖微波連續(xù)加熱1.5h，促進(jìn)多溴聯(lián)苯醚類活化并富集，然后將微波反映器置于超聲環(huán)境中并加入相對于阻燃劑0.2倍質(zhì)量的海綿鐵/Ag雙金屬催化劑，并按0.065m3/h的速度通入氫氣，然后用強度為50000lux的強光照射微波反應(yīng)器，通過還原反應(yīng)將多溴聯(lián)苯醚類阻燃劑分解去除。
其中，所述的表面活性劑為甘膽酸鈉、聚乙二醇對異辛基苯基醚兩種的混合物；混合比例為質(zhì)量比1:1。所述的微波反應(yīng)器中的化學(xué)反應(yīng)裝置上設(shè)置有表面含有35％原位生成的Cu的TiO2導(dǎo)帶，其中Cu受到強光的照射，Cu離子會捕獲TiO2導(dǎo)帶上受光激發(fā)產(chǎn)生被還原的電子，多溴聯(lián)苯醚類阻燃劑會被TiO2導(dǎo)帶上受光激發(fā)的空穴氧化，同時催化還原多溴聯(lián)苯醚；所述的微波反應(yīng)器中還含有電磁攪拌器，攪拌速度連續(xù)可調(diào)并實時顯示；所述的超聲環(huán)境中的超聲波頻率為32.5KHz。
其中，所述的海綿鐵/Ag雙金屬催化劑的制備方法為：將海綿鐵浸泡在去離子水中，然后加入過量的硝酸銀溶液在超聲環(huán)境下攪拌至反應(yīng)完全，過濾去除過量的硝酸銀溶液，然后置于磁選機中進(jìn)行磁性分離，分離后用去離子水多次清洗，然后在真空下干燥即得所述的海綿鐵/Ag雙金屬催化劑。
其中，將在微波反應(yīng)器中降解的多溴聯(lián)苯醚類冷卻到32.5℃后按質(zhì)量比8:1向其中再加入假單胞菌的菌株和厭氧真菌菌株，在密閉環(huán)境中靜置30h，進(jìn)行生物降解。生物降解能防止化學(xué)降解不完全，能更大程度的降解多溴聯(lián)苯醚類阻燃劑。
實施例3
一種多溴聯(lián)苯醚類阻燃劑的高效降解方法，所述的降解方法的具體步驟為：向所述的阻燃劑中加入相對于阻燃劑0.1％的表面活性劑，然后加入到微波反應(yīng)器中，在300℃非脈沖微波連續(xù)加熱2h，促進(jìn)多溴聯(lián)苯醚類活化并富集，然后將微波反映器置于超聲環(huán)境中并加入相對于阻燃劑0.2倍質(zhì)量的海綿鐵/Ag雙金屬催化劑，并按0.08m3/h的速度通入氫氣，然后用強度為50000lux的強光照射微波反應(yīng)器，通過還原反應(yīng)將多溴聯(lián)苯醚類阻燃劑分解去除。
其中，所述的表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、聚乙二醇對異辛基苯基醚兩種的混合物；混合比例為質(zhì)量比1:1。所述的微波反應(yīng)器中的化學(xué)反應(yīng)裝置上設(shè)置有表面含有35％原位生成的Cu的TiO2導(dǎo)帶，其中Cu受到強光的照射，Cu離子會捕獲TiO2導(dǎo)帶上受光激發(fā)產(chǎn)生被還原的電子，多溴聯(lián)苯醚類阻燃劑會被TiO2導(dǎo)帶上受光激發(fā)的空穴氧化，同時催化還原多溴聯(lián)苯醚；所述的微波反應(yīng)器中還含有電磁攪拌器，攪拌速度連續(xù)可調(diào)并實時顯示；所述的超聲環(huán)境中的超聲波頻率為40KHz。
其中，所述的海綿鐵/Ag雙金屬催化劑的制備方法為：將海綿鐵浸泡在去離子水中，然后加入過量的硝酸銀溶液在超聲環(huán)境下攪拌至反應(yīng)完全，過濾去除過量的硝酸銀溶液，然后置于磁選機中進(jìn)行磁性分離，分離后用去離子水多次清洗，然后在真空下干燥即得所述的海綿鐵/Ag雙金屬催化劑.
其中，將在微波反應(yīng)器中降解的多溴聯(lián)苯醚類冷卻到40℃后按質(zhì)量比8:1向其中再加入假單胞菌的菌株和厭氧真菌菌株，在密閉環(huán)境中靜置36h，進(jìn)行生物降解。生物降解能防止化學(xué)降解不完全，能更大程度的降解多溴聯(lián)苯醚類阻燃劑。
最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實施例技術(shù)方案的精神和范圍。