氯代有機物降解脫氯方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及水處理領域，尤其涉及氯代有機物降解脫氯方法。
【背景技術】
[0002] 氯代有機物是重要的化工原料、中間體和有機溶劑，廣泛應用于化工、醫藥、農藥、 制革等行業。這類化合物主要包括氯代脂肪烴、氯代芳香烴及其衍生物。氯代有機物毒性 大，且難以生物降解。人們對于化學還原法處理氯代有機物已經有了研宄。
[0003] 化學還原法處理氯代有機物是利用還原劑有針對性地將污染物分子中的氯取代 基去除，達到降低氯代有機物的生物毒性、改善其可生化性的方法。常用的還原劑主要是一 些金屬單質，如：鐵、鎂、鋁等。另外，將一些催化劑與金屬單質復合形成催化還原體系是目 前的一個研宄熱點。金屬對CxHyClz(氯代有機物）的去除過程，歸納起來可分成兩種反應 機理：
[0004] 機理a :依靠單質金屬的還原能力，在水中被氧化，同時給出電子；而氯代有機物 則直接接受電子進行還原脫氯，最終生成可生物降解的有機物。其主要反應過程如下：
[0005] CxHyClz+zH++zM〇- C xHy+z+zM++zCr
[0006] 機理b :在水環境中，金屬與H2O或H+發生反應，生成具有還原性的H 2，!12與氯代有 機物反應，使其還原脫氯。其主要反應過程如下：
[0007]
[0008] zH2+CxHyClz- C xHy+z+zCr+zH.
[0009] 以零價金屬鐵還原脫氯為例，反應符合機理b的可能性較大。但是如果沒有有效 的催化劑，體系中的H2很難起到還原脫氯的作用，因此選擇合適的催化劑是關鍵。
[0010] 現有的鐵、鎂、鋁等金屬處理氯代有機物脫氯率較低，不能滿足工業需求。
[0011] 因此，針對以上不足，需要提供一種氯代有機物降解脫氯方法。
【發明內容】
[0012] (一）要解決的技術問題
[0013] 本發明要解決的是現有的鐵、鎂、鋁等金屬處理氯代有機物脫氯率較低，不能滿足 工業需求的技術問題。
[0014] (二）技術方案
[0015] 為了解決上述技術問題，本發明提供了一種氯代有機物解脫氯方法，包括以下步 驟：
[0016] S1、根據氯代有機物的特征，將降解脫氯材料的原料選為銅粉和鐵粉；
[0017] S2、將設定比例的銅粉和鐵粉的進行混合和研磨，以獲取銅-鐵合金材料；
[0018] S3、將步驟S2中獲取銅-鐵合金材料進行酸洗；
[0019] S4、將酸洗后的銅-鐵合金材料用純水進行水洗和干燥；
[0020] S5、將步驟S4中水洗和干燥后的銅-鐵合金材料與含有氯代有機物有機氯溶液混 合，以進行還原脫氯反應；
[0021] S6、根據設定時間間隔對還原脫氯反應后的溶液進行多次取樣分析和檢測，以獲 取氯代有機物的參數變化值。
[0022] 其中，步驟Sl中，銅-鐵材料的質量比為10:0至1:9。
[0023] 其中，所述S2步驟中，采用行星式球磨機對降解脫氯材料進行研磨，包括以下步 驟：
[0024] S1'、將不銹鋼磨球和降解脫氯材料放入不銹鋼球磨罐中，球料質量比為37. 2:1 ;
[0025] S2'、設定行星式球磨機自轉轉速為500rpm或800rpm ;
[0026] S3'、開啟行星式球磨機進行研磨；
[0027] S4'、研磨合格，關閉行星式球磨機，取出研磨好的銅-鐵合金材料。
[0028] 其中，所述S4步驟中，對銅-鐵合金材料進行酸洗，具體包括以下步驟：
[0029] S10'、制備 pH = 1 的酸液；
[0030] S20'、在具塞三角瓶中，按每IOOmL酸洗液加入100g銅-鐵合金材料的要求，將 銅-鐵合金材料加入酸堿度為1的酸洗液中，酸洗液溫度為25°c ;
[0031] S30'、將步驟S20'中加入銅-鐵合金材料和酸洗液的具塞三角瓶放到搖床上，設 置搖床振蕩轉速為220rpm，振蕩時間為15分鐘，開啟搖床進行振蕩；
[0032] S40'、關閉搖床，取出液體，用高純水將降解脫氯材料沖洗，然后在充惰性氣體或 者真空條件下進行干燥。
[0033] 其中，所述S5步驟中，銅-鐵合金材料和有機氯溶液的質量比為1:10 ;有機氯溶 液的酸堿度為2。
[0034] 其中，所述步驟S6中，每次取樣體積為Iml。
[0035] 其中，所述有機氯溶液為4-氯酚、氯乙酸或者2-氯乙酸。
[0036] 其中，步驟S6中，對還原脫氯反應后的溶液進行分析和檢測時，采用高效液相色 譜法或氣象色譜電子捕獲法。
[0037] (三）有益效果
[0038] 本發明提供的氯代有機物降解脫氯方法中，將降解脫氯材料的原料選為銅粉和鐵 粉，形成的銅-鐵合金材料經過酸洗、水洗和干燥后與有機氯溶液反應脫氯，由于本申請中 的降解脫氯材料存在兩種降解脫氯機理，可以取得較好的脫氯效果，可以滿足工業需求；具 體地，一種是銅與供氫金屬的協同還原作用，由于銅表面對活性氫溫和的吸附能力，供氫金 屬，比如鐵等將活性氫置換出來后，氫氣在銅表面進行微弱吸附并進一步轉化成活性氫原 子，活性氫原子被有機氯捕獲，發生氫解還原脫氯；另一種機理是苯環結構的化合物與惰性 銅表面吸附，使銅直接電子傳遞得以發生，進而富電子苯環與水發生水解反應，而缺電子 銅被氧化成氧化物。由于直接電子傳遞的還原性強，脫氯反應后，苯環仍被進一步加氫還 原；基于上述兩種降解脫氯機理的作用，本發明提供的氯代有機物降解脫氯方法達到了良 好的脫氯效果。
【具體實施方式】
[0039] 為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本發明實施例中 的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不 是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的 前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0040] 本發明實施例提供的氯代有機物降解脫氯方法，采用銅-鐵合金材料降解脫氯材 料4-CP (4-氯酚），其包括以下步驟：
[0041] S1、根據氯代有機物的特征，將降解脫氯材料的原料選為銅粉和鐵粉，具體為3g ;
[0042] S2、根據設定的比例將銅粉和鐵粉進行混合，銅與鐵的質量比例可為：10:0,1:9， 2:8,3:7,4:6,5:5,6:4,7:3,8:2 或 9:1;
[0043] S3、將S2步驟中混合后的銅粉和鐵粉進行研磨，研磨時間為6小時，球磨轉速為 500rpm,球料比為 37. 2:1 ;
[0044] S4、將S3步驟中研磨后的銅粉和鐵粉合金材料進行活化酸洗，在具塞三角瓶中， 按每IOOmL酸洗液加入100g銅-鐵合金材料的要求，將銅-鐵合金材料加入酸堿度為1的 酸洗液中，酸洗液溫度為25 °C ;
[0045] S5、將S4步驟中酸洗活化后的銅粉和鐵粉合金材料（降解脫氯材料）進行水洗和 干燥，干燥在充惰性氣體或者真空條件下進行，防止再次被氧化；
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