[发明专利]一种催化湿式共氧化法降解硝基苯酚类污染物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及硝基苯酚类污染物的氧化降解，具体说是一种催化湿式共 氧化法降解硝基苯酚类污染物的方法。

背景技术

硝基苯酚是一类重要且常用的化工原料，作为原材料或中间体被广泛应 用于炸药、医药、杀虫剂、染料、木材防腐剂和橡胶等生产中，在生产和使 用过程中，硝基苯酚会随工业废水的排放对环境造成污染(Poden，R.H.， Water Res.，1995)。同时，一些有机磷杀虫剂，如对硫磷，可以通过微生物 水解作用而被转化为硝基酚，一些含有硝基的杀虫剂通过光解作用也可生 成硝基酚(Kidak，R.，Ultrason.Sonochem.，2006)。

硝基酚类化合物包括单硝基酚、二硝基酚和三硝基酚。单硝基酚可形 成3种同分异构体，分别为2-硝基酚(2-NP)、3-硝基酚(3-NP)和3-硝基酚 (4-NP)。单硝基酚可溶于水，在水中离解而呈酸性，从产量和对环境的危害 来讲，单硝基酚中4-NP是最重要的污染物(Oturan，M.A.，Environ.Sci. Technol.，2000)。二硝基酚有6种异构体，分别为2，3-二硝基酚(2，3-DNP)、2，4- 二硝基酚(2，4-DNP)、2，5-二硝基酚(2，5-DNP)、2，6-二硝基酚(2，6-DNP)、3，4- 二硝基酚(3，4-DNP)和3，5-二硝基酚(3，5-DNP)，其中2，4-DNP是最重要的污 染物(James，D.R.，Water Res.，2001)。三硝基酚有6种异构体，目前使用的只 有2，4，6-三硝基酚(2，4，6-TNP)，也称作苦味酸。硝基酚对人和哺乳动物都有 毒性，在生物体内易被酶转化为亚硝基和羟胺基衍生物，这些衍生物可生 成正铁血红蛋白或亚硝基胺，前者能与氧结合，后者是致癌物。一些硝基 酚毒性大且难以生物降解，会在环境中产生积累，如2-硝基酚、4-硝基酚和 2，4-二硝基酚，已被美国环保局列入“优先控制污染物名单”(ATSDR，Public health statement for nitrophenols，1992)。

目前处理硝基苯酚类废水的方法很多，常用的方法为生物降解法、吸附 法、萃取法、液膜分离法，但生物法需要的时间特别长，并且对于高浓度 硝基苯酚废水的处理不适用。高级氧化技术是20世纪80年代发展起来的 处理难降解的有机污染物的技术，其主要特点是通过化学反应产生羟基自 由基，使有机污染物有效地降解成水，二氧化碳和无机离子。主要包括臭 氧氧化，光催化氧化，湿式氧化，H₂O₂/UV，Fenton，O3/UV等。由于硝 基苯酚类污染物的结构特点，其苯环上的硝基大大增加了分子的稳定性， 使其很难降解，如Suarez-Ojeda等人以活性碳为催化剂，采用湿式催化氧 化法对4-硝基苯酚进行去除，在140℃，1.1bar条件下，4-硝基苯酚没有发 生任何降解反应(Suarez-Ojeda，M.E.，Chem.Eng.J.，2007)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种催化活性高、反应条件温和、处理成本低 的催化湿式共氧化降解硝基苯酚类污染物的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种催化湿式共氧化法降解硝基苯酚类污染物的方法，在盛有硝基苯 酚类污染物废液的高压反应釜中，加入共氧化物质和催化剂进行降解反应， 共氧化物质与被处理的硝基苯酚类污染物的质量浓度比为0.1～20，以氧气 或空气为氧化剂，反应温度为60～250℃，反应压力为0.5～10MPa，其中 氧分压为0.2～5MPa；

所述催化剂是以NO₃^-、NO₂^-、SO₄^2-、SO₃^2-和/或CO₃^2-为阴离子的盐；

所述共氧化物质为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、苯酚、苯胺、氯酚和/ 或二乙醇胺。