[发明专利]一种去除大气颗粒物PM2.5中苯甲醛类化合物的方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种去除大气颗粒物PM2.5中苯甲醛类化合物的方法，属核技术应用、空气净化及环境保护技术领域。

背景技术

    随着城市机动车数量的增加，机动车尾气排放成为大气颗粒物PM2.5主要来源之一，其中苯甲醛类化合物成为PM2.5中重要的有机污染物。其主要特点是：

    1、苯甲醛为苯的氢被醛基取代后形成的有机化合物。它是一种重要的工业原料，广泛应用于医药、染料、香料的合成中。同时，它又是机动车尾气排放中的主要污染物之一。已有研究表明，苯甲醛可燃，有毒，具刺激性，它对眼睛、呼吸道粘膜有一定的刺激作用。因此，人在吸入含有苯甲醛类化合物的颗粒物后，将给人们的生命健康和生态环境造成负面影响。

2、目前机动车排放的氮氧化合物(NO_X)、挥发性有机物和可吸入颗粒(PM10和PM2.5),在城市中心区所有污染源中贡献比例已分别达到66%、90%和26%。已有研究表明,机动车快速增长使得全国约1/5的城市大气污染严重。113个重点城市，1/3以上空气质量达不到国家2级标准。

3、苯甲醛类化合物为一类持久性有机污染物，它易附着在PM2.5这类大气颗粒物上，在自然环境中无法降解。

目前汽车尾气的处理方法基本上分为两类：

1、光催化氧化法处理汽车尾气。这种方法主要是利用TiO₂ 等半导体为催化剂处理汽车尾气。这种方法去除有机物效果明显，但是光催化氧化法对汽车尾气中苯甲醛类化合物的去除及矿化能力有限，并且处理量小。

2、等离子体法降解汽车尾气。这种方法主要是利用等离子体法裂解部分汽油可大幅降低尾气中有害成分的排放。这种方法主要用于去除汽车尾气中NO_X（氮氧化物），但是对汽车尾气中苯甲醛类化合物的去除及矿化能力有限。

对于大气颗粒物PM2.5中苯甲醛类化合物去除方法的研究目前未有报道。

    为了寻找一个效去除大气颗粒物PM2.5中苯甲醛类化合物的方法，我们在电子束辐照技术方面作了一些研究工作，既可获得较优的效果还可有利于环境保护。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种去除大气颗粒物PM2.5中苯甲醛类化合物的方法，主要是通过电子辐照处理的技术去除大气颗粒物PM2.5中苯甲醛类化合物。

为达到上述目的，本发明的构思是：由于电子束是由电子加速器产生的高能电磁辐射，通过控制电子束的能量可使电子的穿透力达到使用要求。电离辐射使大气中的水分分解产生羟基自由基、氢自由基和水合电子，它们与颗粒物PM2.5中苯甲醛类化合物发生氧化反应而起到矿化苯甲醛类化合物的目的。同时把处理后的颗粒物经处理后用GC/MS测试。

根据上述构思，本发明采用如下技术方案：

一种去除大气颗粒物PM2.5中苯甲醛类化合物的方法，具有以下的处理过程和步骤：

a.利用便携式大气颗粒物采样器采集大气中颗粒物尺寸为2.5μm及以下的超细颗粒物；

b.将采集到的超细颗粒物用正己烷超声清洗二次，用苯与异丙醇混合液超声清洗三次，用水超声清洗三次；用离心机离心后，用锡纸包裹，放入350℃的马弗炉里煅烧；

c.取步骤b处理后的超细颗粒物，加入到浓度为1ppm的苯甲醛类化合物溶液中，混合均匀；用离心机离心后去除上清液；把含有苯甲醛类化合物的超细颗粒物均匀平铺于石英膜上，冷冻干燥；

d.取两片直径为20cm的含有超细颗粒物的石英膜片，放于表面皿中；在加速器下进行辐照处理。

e. 将步骤d处理后的含有超细颗粒物的石英滤膜片，用正己烷超声清洗二次，用苯与异丙醇混合液超声清洗三次；用玻璃棉过滤浓缩后进行GC/MS测试。

所述步骤d中加速器中其中加速电子的能量为0.7～0.9MeV，电子束流强度为9～11mA，处理时间为60～120秒

    与现有技术相比，本发明具有如下突出的实质性特点和显著的优点：

    本发明方法工艺简单、操作方便，可工业化处理含苯甲醛类化合物的大气颗粒物，矿化苯甲醛类化合物，特别适用于去除大气颗粒物中持久性有机污染物，使大气颗粒物PM2.5上苯甲醛类化合物的去除率达到99%以上。

附图说明

图1为一种去除大气颗粒物PM2.5上苯甲醛类化合物的方法示意图。

图2为颗粒物上苯甲醛紫外光谱变化图。

具体实施方式