專利名稱:環(huán)境污染物四溴雙酚a的去除方法
技術(shù)領域:
本發(fā)明屬于環(huán)境修復技術(shù)領域,具體為有毒有害環(huán)境污染物四溴雙酚A的去除方法。
背景技術(shù):
持久性有毒化學物質(zhì)的環(huán)境污染問題與臭氧層破壞和溫室效應一樣并稱為21世紀影響人類生存與健康的三大環(huán)境問題。做為溴類阻燃劑(Brominated flame retardant)四溴雙酚A主要用于家庭電器如電視機,計算機,汽車產(chǎn)品的塑料,橡膠,酚醛樹脂等高分子材料部品中,據(jù)統(tǒng)計1999年世界發(fā)達國家產(chǎn)量為12萬噸。有毒有害環(huán)境污染物四溴雙酚A被人體吸收后,導致男性精子活力下降,女性卵子異變,其結(jié)果是人類生殖能力下降,直接影響到人類的生殖繁衍和將來的生存。因此,發(fā)達國家已逐步淘汰該產(chǎn)品,而開發(fā)其他代替品。而在我國,四溴雙酚A為阻燃劑類的主要產(chǎn)品,目前仍然在工業(yè)生產(chǎn),且產(chǎn)量相當大。由于四溴雙酚A化學性質(zhì)穩(wěn)定,使用一般的化學方法不易處理。普通方法使用焚燒爐進行高溫焚燒,四溴雙酚A不但不能被燃燒分解,反而會產(chǎn)生劇毒二噁英類化合物。由于現(xiàn)在電子產(chǎn)品,家庭電器等更新?lián)Q代快,含有阻燃劑四溴雙酚A的城市垃圾越來越多,處理越來越困難。含有阻燃劑四溴雙酚A的電子產(chǎn)品,塑料,橡膠,酚醛樹脂等高分子材料的工業(yè)廢物和城市垃圾所引起的環(huán)境污染問題已經(jīng)引起國際環(huán)境保護組織、各國政府和民眾的高度關(guān)注。世界和中國都急需開展四溴雙酚A的去除處理技術(shù)研究,尋找經(jīng)濟和實用方法盡快處理此類持久性有毒有害環(huán)境污染物,實現(xiàn)土壤和水等自然環(huán)境的修復。因此,研究它的去除化處理方法日漸緊迫,意義重大。
目前為止,主要處理方法為(1)R.Dumler(Chemosphere,1989,19,2023);J.Thies(Chemosphere,1990,20,1921);R.Luijk(Chemosphere,1992,25,361);M.Riess(Chemosphere,2000,40,937);H.Wichmann(Chemosphere,2002,47,349)等人報道了高溫焚燒四溴雙酚A的方法。
(2)F.Barontini等人(Ind.Eng.Chem.Res.,2004,43,1952)報道了高溫熱分解四溴雙酚A的方法。
由于四溴雙酚A化學性質(zhì)非常穩(wěn)定,高溫焚燒時,不但不能被完全燃燒分解,反而會產(chǎn)生了劇毒二噁英類化合物,因此Dumler等人的方法存在致命弱點。Barontini等人的方法,在高溫(650℃)分解四溴雙酚A,既需要高溫而且又不能完全脫溴,達不到完全脫溴去除目的,無任何使用價值。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種工藝簡單,易于形成工業(yè)規(guī)?;挠卸居泻Νh(huán)境污染物四溴雙酚A的去除方法。
本發(fā)明提出的四溴雙酚A的去除方法,其步驟如下在攪拌和加熱下,將碳酸鹽水溶液直接滴加到四溴雙酚A,Ni-Al合金和水的混合溶液中。Ni-Al合金使用量是四溴雙酚A的1.0-50.0倍(重量比),Ni-Al合金與水的用量比為1∶10-1∶50(重量比)?;旌先芤褐?;控制反應溫度為20℃~100℃。滴加完畢后,繼續(xù)攪拌3-8小時。
本發(fā)明中,所使用的碳酸鹽水溶液為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰、碳酸銫或碳酸銨的水溶液等之一種或幾種。
上述方法中,滴加的碳酸鹽水溶液濃度一般可為0.2-20wt%,滴加量為前述混合溶液體積的40-150%,滴加時間為30-80分鐘。
本發(fā)明中,攪拌反應結(jié)束后,冷卻至室溫,過濾,除去不溶物,水溶液用乙酸乙酯萃取,有機層用無水硫酸鎂干燥,減壓濃縮。用高壓液相色譜分析濃縮后的產(chǎn)物,其組成為雙酚A,原料四溴雙酚A被完全還原脫溴。
本發(fā)明中,由Ni-Al合金和碳酸鹽反應,生成氫氣,四溴雙酚A被生成的氫氣還原,生成無毒無害的雙酚A。本發(fā)明把有毒有害四溴雙酚A去除變成有用的重要化工原料雙酚A,變廢為寶。既保護了我們賴以生存的自然環(huán)境,又實現(xiàn)了自然資源的再生利用,為一種綠色化學方法。
本發(fā)明方法工藝簡單,易于形成規(guī)?;a(chǎn),具有廣泛的應用前景。
具體實施例方式
實施例1500毫升的三頸瓶中,安裝溫度計,攪拌器,加入四溴雙酚A(1.0毫摩爾,624毫克),Ni-Al合金(10g),水(100毫升),然后開始攪拌加熱至90℃。用1小時滴加1%碳酸鈉水溶液(100毫升)??刂品磻獪囟葹?0℃-100℃。1%碳酸鈉水溶液滴加結(jié)束后,在此溫度下再攪拌5小時。然后冷卻至室溫,過濾,濾去不溶物,水溶液用乙酸乙酯萃取,有機層用無水硫酸鎂干燥后,減壓濃縮。然后用高壓液相色普分析濃縮后的產(chǎn)物,四溴雙酚A的轉(zhuǎn)化率為100%。
實施例2500毫升的三頸瓶中,安裝溫度計,攪拌器,四溴雙酚A(1.0毫摩爾,624毫克),Ni-Al合金(8g),水(100毫升),然后開始攪拌加熱至90℃。用2小時滴加2%碳酸鉀水溶液(100毫升)。控制反應溫度為90℃-100℃。1%碳酸鉀水溶液滴加結(jié)束后,在此溫度下再攪拌4小時。然后冷卻至室溫,過濾,濾去不溶物,水溶液用乙酸乙酯萃取,有機層用無水硫酸鎂干燥后,減壓濃縮。然后用高壓液相色普分析濃縮后的產(chǎn)物,四溴雙酚A的轉(zhuǎn)化率為100%。
實施例3500毫升的三頸瓶中,安裝溫度計,攪拌器,加入四溴雙酚A(1.0毫摩爾,624毫克),Ni-Al合金(2g),水(100毫升),然后開始攪拌加熱至90℃。用1小時滴加0.2%碳酸鈉水溶液(100毫升)??刂品磻獪囟葹?0℃-100℃。1%碳酸鈉水溶液滴加結(jié)束后,在此溫度下再攪拌6小時。然后冷卻至室溫,過濾,濾去不溶物,水溶液用乙酸乙酯萃取,有機層用無水硫酸鎂干燥后,減壓濃縮。然后用高壓液相色普分析濃縮后的產(chǎn)物,四溴雙酚A的轉(zhuǎn)化率為100%。
實施例4500毫升的三頸瓶中,安裝溫度計,攪拌器,加入四溴雙酚A(1.0毫摩爾,624毫克),Ni-Al合金(6g),水(130毫升),然后開始攪拌加熱至90℃。用1小時滴加0.2%碳酸鉀水溶液(130毫升)??刂品磻獪囟葹?0℃-70℃。1%碳酸銨水溶液滴加結(jié)束后,在此溫度下再攪拌7小時。然后冷卻至室溫,過濾,濾去不溶物,水溶液用乙酸乙酯萃取,有機層用無水硫酸鎂干燥后,減壓濃縮。然后用高壓液相色普分析濃縮后的產(chǎn)物,四溴雙酚A的轉(zhuǎn)化率為100%。
權(quán)利要求
1.一種有毒有害環(huán)境污染物四溴雙酚A的去除方法,其特征為在攪拌和加熱下,將碳酸鹽水溶液直接滴加到四溴雙酚A,Ni-Al合金和水的混合溶液中,Ni-Al合金用量為四溴雙酚A重量的1.0-50.0倍,水重量的十分之一至五十分之一;控制反應溫度為20℃~100℃;滴加結(jié)束后,繼續(xù)攪拌3-8小時。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于所使用的碳酸鹽水溶液為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰、碳酸銫或碳酸銨的水溶液中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于滴加的碳酸鹽水溶液濃度為0.2-40wt%,滴加量為所述混合溶液體積的40-150%,滴加時間為30-80分鐘,攪拌反應結(jié)束后,冷卻至室溫,過濾,除去不溶物;水溶液用乙酸乙酯萃取,有機層用無水硫酸鎂干燥,減壓濃縮。
全文摘要
本發(fā)明屬環(huán)境修復技術(shù)領域,具體為有毒有害環(huán)境污染物四溴雙酚A的去除方法。該方法是在攪拌和加熱下,將碳酸鹽水溶液直接滴加到四溴雙酚A、Ni-Al合金和水溶液中。由于Ni-Al合金和碳酸鹽水溶液反應,生成氫氣。四溴雙酚A被體系內(nèi)生成的氫氣還原脫溴,生成還原產(chǎn)物雙酚A。雙酚A本身是重要的化工原料,能夠被再利用。同時,作為燃料,也能被完全燃燒,不會產(chǎn)生任何有毒有害氣體和其他產(chǎn)物,僅僅產(chǎn)生二氧化碳和水。本方法工藝簡單,操作方便,易于實現(xiàn)規(guī)?;I(yè)生產(chǎn)。本發(fā)明把有毒有害環(huán)境污染物四溴雙酚A去除變成有用的重要化工原料,變廢為寶。既保護了我們賴以生存的自然環(huán)境,又實現(xiàn)了自然資源的再生利用,為一種綠色化學方法。
文檔編號C02F101/34GK1817804SQ200610023230
公開日2006年8月16日 申請日期2006年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月12日
發(fā)明者劉國斌, 戴鷺, 李妙葵, 高翔 申請人:復旦大學