六氯苯标准溶液的降解处理

背景及概述^[1][2]

六氯苯曾主要用于防治麦黑穗病、种子和土壤消毒。环境中六氯苯的主要来源是农业生产和化工污染。六氯苯的化学性质稳定，光解、化学分解和生物降解均对其无能为力，它能在水体、土壤和沉积物等环境介质中存留数年甚至数十年或更长的时间。六氯苯可通过吸入、食入、经皮肤吸收等途径到达人体内，对肝脏和神经系统造成影响，导致器官功能损伤和皮肤损害，是人类致癌物之一。研究表明，六氯苯标准溶液可对人类生殖系统产生毒性影响。另外，六氯苯标准溶液对水生生物也有极高的毒性，并通过食物链发生生物蓄积作用，最终影响人类健康。由此可见，六氯苯标准溶液已成为全球性的环境污染物，并被列入环境内分泌干扰物，其危害已引起越来越广泛的重视。

理化性质^[1]

六氯苯纯品为无色细针状或小片状晶体，工业品为淡黄色或淡棕色晶体，六氯苯标准溶液是六氯苯的乙醇溶液。

六氯苯标准溶液中的溶质六氯苯具有完全对称的结构，而且氯取代数多，毒性大，降解非常困难。据调查，国内每年在化工生产过程中至少产生600吨六氯苯标准溶液，被封存的六氯苯废物存在泄漏和扩散的风险，对周边生态环境安全存在巨大隐患。

检测

先使用紫外光照射受六氯苯标准溶液液；其中，紫外光的波长范围为340～380nm，现选择紫外光的波长为360nm，六氯苯标准溶液中的六氯苯的浓度为10‑7M。再使用荧光光谱仪测量六氯苯乙醇溶液中的六氯苯的荧光发射光谱强度。最终得到六氯苯标准溶液浓度。

降解处理^[3]

六氯苯标准溶液的降解

1、催化剂制备

将氯化钴和氯化锂溶解到体积分数为40％～60％的乙醇水溶液中，加入θ-氧化铝，浸渍12小时以上，置于烘箱中120～150℃干燥2～6小时，再放入马弗炉中550～650℃焙烧2～3小时，获得催化剂前驱体；将氯化钯和氯化铱溶解到体积分数为40％～60％的甲醇水溶液中，加入上述催化剂前驱体，浸渍12小时以上，置于烘箱中120～150℃干燥2～6小时，再放入马弗炉中550～650℃焙烧2～3小时，获得六氯苯标准溶液降解催化剂。

2、催化剂装填

在固定床催化蒸馏塔中从上到下分为六段装填椰壳颗粒碳稀释的催化剂，且从上到下各段装填的催化剂的质量百分含量依次为8％～12％、0％、18％～22％、38％～42％、58％～62％、78％～82％；所述的固定床催化蒸馏塔的第二至五段均设置有补气口。

3、催化剂前处理

从固定床催化蒸馏塔底部通入氮气置换塔内空气3小时以上，然后将氮气切换为纯氢气，同时对固定床催化蒸馏塔进行升温，使其从上到下各段温度依次为180～220℃、190～230℃、240～260℃、290～300℃、290～310℃、300～320℃，升温速率均为1～2℃/分钟，升至目标温度后恒温保持2～6小时，对催化剂进行活化；催化剂活化完后，将固定床催化蒸馏塔从上到下各段温度依次降为130～140℃、175～185℃、215～225℃、250～260℃、275～285℃、230～240℃，并保持在此温度；然后在通入的氢气中添加氯化氢气体，使氢气的体积浓度为20％～40％。

4、催化反应

将六氯苯标准溶液加热到230～240℃后从固定床催化蒸馏塔底通入，同时从各段补气口通入氯化氢与氢气的混合气，所述混合气中氢气的体积浓度为20％～40％，以控制固定床催化蒸馏塔内六氯苯与氢气的摩尔比为1:1.1～3.0，反应产物二氯苯从固定床催化蒸馏塔的第二段出，氯苯从段出；氯化氢从塔顶部出，经过循环后重复使用。

上述步骤1中，以催化剂的质量为100％计，优选催化剂中钯和铱的总负载量为0.5％～0.8％，钴和锂的总负载量为0.4％～1.0％。

上述步骤2中，优选固定床催化蒸馏塔从上到下每段装填的催化剂质量百分含量依次为10％、0％、20％、40％、60％、80％。

上述步骤3中，对固定床催化蒸馏塔进行升温，优选使其从上到下各段温度依次为200℃、200℃、250℃、300℃、300℃、300℃，所述固定床催化蒸馏塔各段都采用高压循环水加热升温。

上述步骤3中，进一步优选在通入的氢气中添加氯化氢气体，使氢气的体积浓度为30％。

上述步骤4中，优选控制固定床催化蒸馏塔内六氯苯与氢气的摩尔比为1:1.2～1.9。

上述步骤4中，所述的二氯苯为邻二氯苯、间二氯苯、对二氯苯的混合物。

主要参考资料

[1] 吴荣芳, 解清杰, 黄卫红, & 陆晓华. (2006). 六氯苯的环境危害及其污染控制. 化学与生物工程, 23(8), 7-10.

[2] 解清杰, 马涛, 王琳玲, & 陆晓华. . 六氯苯污染沉积物的电fenton法处理. 华中科技大学学报（自然科学版）(3), 126-128.

[3] 杨光俊, 郑正, 赵永富, 胡文勇, 顾春晖, & 冯建昉. (2004). γ辐照降解六氯苯(hcb)的研究. 环境科学学报, 24(4), 750-752.