[发明专利]一种高效降解芳香氟代物的催化还原脱氟处理方法

说明书

本发明涉及芳香氟代物的处理方法，具体的说是一种高效降解芳香氟代物的催化还原脱氟处理方法。用Zn和Rh为活性组分的负载型双金属催化剂，以氢气为氢源，在碱性质子吸收剂存在下将芳香氟代物进行还原脱氟反应。本发明方法效率高、反应条件温和，操作易于控制、成本低，具有很好的生产和实用价值。

技术领域

本发明涉及芳香氟代物的处理方法，具体的说是一种高效降解芳香氟代物的催化还原脱氟处理方法。

背景技术

有机卤代物一类含有氟、氯、溴等元素的有机物，广泛地用作农药和工业产品。然而，有机卤代物的大量生产和使用使得水体中卤代物污染日益严重。在有机卤代物中，人们较多地关注溴代和氯代有机物的环境影响，而对有机氟代物的关注较少。近年来，有机氟代物己在世界范围内诸如医药、农药、化工、染料、表面活性剂等领域大量生产和使用。然而部分有机氟代物特别是芳香氟代物及其生产过程中的废液、废渣和残余物是重要的工业危险废物，普遍具有很高的稳定性和毒性，必须从源头消减和控制。

各国学者研究了降低和消除芳香卤代物危害的方法，当前芳香卤代物的处理方法主要有物理修复法、生物修复法、焚化法、高级氧化法、化学还原脱卤法等；这些处理方法各有优缺点。物理修复法是一种暂时、延缓性的处理方法，并没有达到完全消除污染物毒性的目的，在转移过程中还可能带来二次污染。生物修复法降解效率比较低，降解不够彻底，且易受到芳香卤代物毒性的影响，目前该方法主要针对低浓度芳香卤代物的消除，且尚处在实验室探索阶段。焚烧和高级氧化方法虽然适合多种条件，但能耗高，且不完全焚烧和氧化容易生成毒性更强的二噁英类物质而造成二次污染。化学还原脱卤法是一种有效降解芳香卤代物的方法；其中，多相催化还原法可以实现芳香卤代物中卤素原子的脱除，降低其毒性、稳定性及生物难降解性，同时催化材料及脱卤产物还可以回收再利用，因而被认为是一种更有开发前景的消减芳香卤代物的方法。相比其它芳香卤代污染物，芳香氟代物中C-F键是一类高稳定的化学键，因而他们在温和条件下的选择性活化和转化仍然充满着挑战。对多相催化还原来说，高效稳定的催化材料是实现芳香氟代物脱氟降解的关键。因此，亟需发展一种高效降解芳香氟代物的多相催化还原脱氟处理方法。

针对芳香氟代物还原处理，现有的催化材料主要是均相催化材料。Sabater等人合成了Ru-Pd复合均相催化剂，并通过该均相催化剂实现了芳香氟代物的还原脱氟。Wu和Cao利用NiCl₂或NiCl₂(PCy₃)₂在LiEt₃BH存在下实现了芳香氟代物的还原脱氟。然而均相催化在显示出良好催化效果的同时，也存在催化剂回收较难及重复利用较差的问题。Baumgartner等通过对液相条件下氟代苯的还原脱氟研究发现，氟苯可以在Rh/Al₂O₃催化下快速还原脱氟生成环己烷。Yu和Chiu研究了氟代乙烯在Rh/Al₂O₃催化下的还原反应历程，发现Rh/Al₂O₃可以催化氟代乙烯有效还原脱氟。然而，以负载型Zn-Rh双金属催化剂作催化材料来发挥两种金属的协同增强效应，利用多相催化还原脱氟的方法来降解芳香氟代物的文献和专利还未见报道。

发明内容

本发明目的是克服上述已有技术的不足，提供一种高效降解芳香氟代物的多相催化还原脱氟处理方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种高效降解芳香氟代物的催化还原脱氟处理方法，反应式为：

式中：R＝H，CH₃，CH₂CH₃，COOH，C₆H₅；n＝1～5；

用Zn和Rh为活性组分的负载型双金属催化剂，以氢气为氢源，在碱性质子吸收剂存在下将芳香氟代物进行还原脱氟反应。