[发明专利]一种阻断氯离子猝灭自由基的方法

说明书

本发明涉及一种阻断氯离子猝灭自由基的方法。由于氯离子需与空穴或羟基自由基反应生成活性氯基团，才能进一步猝灭超氧自由基。所以，通过向光催化体系中投加适量的空穴或羟基自由基捕获剂，可有效地阻断氯离子猝灭超氧自由基的反应路径，进而大幅提升高氯条件下甲基橙的降解效率。该方法为将光催化技术应用于高盐废水提供了一种新思路。

技术领域

本发明涉及一种阻断光催化过程中氯离子猝灭自由基的方法，属于光催化水处理领域。

背景技术

印染、化工、制药、采油废水等高盐废水往往含有大量不可生物降解的有毒有机污染物，对环境造成严重负担。近年来研究表明，光催化技术可深度低耗处理废水中的有毒有害成分，在抗生素、染料、垃圾渗滤液、医药副产物等大分子有机污染物降解方面，均表现出巨大的应用潜力。利用能产生具有强氧化性自由基(如·OH、·O₂^-等)的光催化剂来处理难降解有机污染物，是目前行之有效的手段之一，例如：CN110127836A公开了一种利用磁性氧化铜活化过一硫酸盐处理高盐有机废水的方法。然而，由于高盐有机废水中的各种盐离子，会猝灭光催化体系中的高活性物种，如：空穴(h⁺)、羟基自由基(·OH)和超氧自由基(·O₂^-)等，导致催化效率极低。

处理高盐废水的方法也有诸多专利文件报道，例如：CN109851149A公开了一种高盐高浓度有机废水的综合处理方法，将待处理废水依次经过磁分离处理、芬顿氧化处理、吹脱处理、电催化处理及生化处理，最后出水。CN109292955A公开了钙钛矿型催化剂在催化湿式氧化处理含盐废水中的应用。CN106495386A公开了一种高盐分难降解有机废水的处理方法及装置。然而，上述高盐有机废水的处理方法大多利用电催化、氧化催化等过程，很少涉及到光催化过程。由于光催化过程具有过程简单，无需复杂设备，节能等诸多优势。因此，研究提高光催化剂在高压有机废水中的催化效率，具有重要意义。

在众多高盐有机废水中，氯离子(Cl^-)是高盐废水中主要的阴离子。研究发现，废水中大量的Cl^-不仅能直接猝灭h⁺和·OH，还可以通过对h⁺或·OH的淬灭反应引发自由基链式反应，产生活性氯基团，进而间接猝灭·O₂^-，持续不断地消耗光生活性物种，大大降低光催化技术对高盐废水的处理效率。但目前，针对Cl^-的猝灭作用的阻断技术尚未见报，严重地阻碍了光催化技术在高盐废水深度处理方面的应用。为此，特出本发明。

发明内容

针对现有技术的不足，尤其是含氯离子的高盐有机废水光催化降解体系中，氯离子容易淬灭·O₂^-等强氧化基团，导致光催化降解效率严重降低的问题，本发明以·O₂^-为主要活性物种的光催化体系，提供一种阻断Cl^-猝灭作用的方法。

本发明的技术方案如下：

一种阻断氯离子猝灭自由基的方法，包括步骤如下：

向含氯离子的有机废水光催化降解体系中添加h⁺或·OH捕获剂，实现Cl^-与·O₂^-反应路径的成功阻断。进而可显著提高光催化体系中·O₂^-的含量，大幅促进高盐有机废水中污染物的光催化降解速率，是一种提高高盐有机废水污染物的光催化降解效率的方法。

根据本发明，优选的，所述的有机废水中有机污染物为主要受·O₂^-进攻的污染物，进一步优选甲基橙、罗丹明B、邻苯二酚、2，4-二氯苯酚等。

优选的，有机污染物的浓度范围为0.1-200mg/L。