基于杂多酸催化分解对二甲苯的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种水体中有害物质降解方法，尤其涉及基于杂多酸催化分解对二甲 苯。
【背景技术】
[0002] 催化剂的应用历史很长，特别在石油化工、精细化工、有机化工和生物化工中，可 以说催化技术已成为化学工业最关键的核心技术之一。据统计，到目前为止，人类所掌握的 化学反应80%以上必须在催化剂存在下才能实现。在化学工业生产中，最常用的催化剂是 无机酸和无机碱，一般是液体溶液，用于均相或非均相反应。酸碱催化剂适用于水合反应、 分解反应、酯化反应、芳烃烷基化反应、脱水反应、胺化反应、加氢反应、不饱和化合物的双 键转移反应、氧化还原反应等。但是由于传统的酸碱催化剂过于注重生产的实效性和经济 性，而忽略环境效应和生态效应，以至于目前所使用的催化剂绝大多数都对环境造成或多 或少的污染。如今有害化学物质的处理和环境保护受到特别关注，世界各国都在积极进行 绿色化学研究与开发，提倡清洁生产，特别是化学化工中的清洁生产更为世人瞩目，它已成 为主要的研究方向。绿色化学是更高层次的化学，它的主要特点是原子经济，即在获取新 物质的转化过程中充分利用每个原料原子，实现"零排放"，既可充分利用资源，又不产生污 染，实现清洁生产。而催化技术是清洁生产的重要技术，因此，研究和开发新的环境友好型 催化剂是摆在科学工作者面前的一个比较迫切的课题。目前，这方面的研究有固体超强碱 催化剂、杂多酸催化剂、夹层式催化剂等的开发。杂多酸在均相、多相酸催化反应、氧化还 原反应中都有许多别于其它催化材料的特性，概括有如下几点： (1)杂多酸结构组成简单、性能稳定，其催化性能容易用杂多酸阴离子的分子水平表 征。
[0003] (2)杂多酸的表面结构和体相结构差别很小，具有所谓"准液相"的特征。催化反 应不仅在表面上进行，同时在体相内进行。
[0004] (3)杂多酸不仅同时具有多元酸如多电子还原能力，而且它的酸性和氧化还原性 还可以在较大的范围内调变。因此，杂多酸即可作为酸性催化剂又可作为氧化还原催化剂， 是一种双功能催化剂。
[0005] (4)杂多酸具有较好的热稳定性和可溶性，因此它既可作为多相催化剂，也可作为 均相催化剂。
[0006] (5)杂多酸的酸强度远远高于通常的无机酸，但是由于质子不游离出来，腐蚀性很 小。
[0007] 对二甲苯（Px)是一种重要的化工原料，对二甲苯主要用于制取对苯二甲酸 (PTA)，进一步和乙二醇（MEG)反应后脱水缩合制得聚对苯二甲酸乙二醇酷（PET)，其可用 于生产聚酷纤维进而生产纺织品〃还可用作溶剂以及作为医药、香料、油墨等生产原料，但 消费量较小"近年来，由于聚酷类纤维性能优良，其产量雄踞合成纤维的首位，使得对二 甲苯的市场日益看涨。由于含芳香族化合物废水水量较大，且含有大量有害难降解物质。 到目前为止，现有技术中已存在一个有关对二甲苯分解的相关报道，例如：CN 103756928A 的专利申请公开了一种分解对二甲苯的方法。该发明是使用微生物菌落对二甲苯的的降 解，提供的用于降解对二甲苯的菌株为好氧型革兰氏染色阴性菌，可利用对二甲苯作为唯 一碳源和能源进行生长，并将其彻底矿化成C02和H20。在纯培养条件下，该菌株于25~ 35°C、pH=4~8条件下均能降解对二甲苯。但是上述技术只是涉及到生物能够降解对二甲 苯，对其降解率的多少并未提及，而且菌落降解所需的时间周期长，实验成本高。
[0008] 针对以上存在的缺陷，本发明旨在使用磷钨杂多酸为催化剂，通过超声，双氧水， 加热处理。该方法实验操作方便，设备简单，对于水体中的对二甲苯的降解率高。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于针对现有技术提供一种操作方便，设备简单，对于水体中的对 二甲苯的降解率高、环境友好、处理时间短、经济性好的基于杂多酸催化分解对二甲苯。
[0010] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：基于杂多酸催化分解对二甲苯， 包括采用磷钨杂多酸溶液分解对二甲苯，其中：将待处理的含有对二甲苯的液体与磷钨杂 多酸溶液和乙醇混合，然后放入沸石，再采用20kHz、声强为141. 32w/cm2的超声波处理。采 用本方法处理水体中的对二甲苯，能在极短的时间内分解对二甲苯，并且不产生对水体有 害的新生有害物。且本方法实施成本低，适用于连续降解。
[0011] 为优化上述技术方案，采取的措施还包括：超声波处理过程中，反应的温度为 35°C。在该温度的降解体系，意想不到的具有极高的降解效果且同时不产生有害副产物。磷 钨杂多酸溶液按重量份数含有60至80份磷钨杂多酸、15至20份双氧水；磷钨杂多酸溶液 与乙醇料液比为50g :25ml至100g :25ml。适当的加入双氧水可以加速反应体系的降解，同 时可以与乙醇耦合抑制有害反应。双氧水的浓度为1.68mol/ml。
[0012] 由于本发明采用了将待处理的含有对二甲苯的液体与磷钨杂多酸溶液和乙醇混 合，然后放入沸石，再采用20kHz、声强为141. 32w/cm2的超声波处理。采用本方法处理水体 中的对二甲苯，能在极短的时间内分解对二甲苯，并且不产生对水体有害的新生有害物。且 本方法实施成本低，适用于连续降解。因而本发明具有操作方便，设备简单，对于水体中的 对二甲苯的降解率高、环境友好、处理时间短、经济性好的优点。
【附图说明】
[0013] 图1为本发明实施例对二甲苯的标准曲线。
【具体实施方式】
[0014] 以下结合附实施例对本发明作进一步详细描述。
[0015] 实施例：基于杂多酸催化分解对二甲苯，包括采用磷钨杂多酸溶液分解对二甲苯， 其中：将待处理的含有对二甲苯的液体与磷钨杂多酸溶液和乙醇混合，然后放入沸石，再采 用20kHz、声强为141. 32w/cm2的超声波处理。采用本方法处理水体中的对二甲苯，能在极 短的时间内分解对二甲苯，并且不产生对水体有害的新生有害物。且本方法实施成本低，适 用于连续降解。超声波处理过程中，反应的温度为35°C。在该温度的降解体系，意想不到 的具有极高的降解效果且同时不产生有害副产物。磷钨杂多酸溶液按重量份数含有60至 80份磷钨杂多酸、15至20份双氧水；磷钨杂多酸溶液与乙醇料液比为50g :25ml至100g : 25ml。适当的加入双氧水可以加速反应体系的降解，同时可以与乙醇耦合抑制有害反应。双 氧水的浓度为I. 68mol/ml〇
[0016] 实验验证 (一） 准确量取0.ImL的对二甲苯溶于25mL无水乙醇中，然后用二次蒸馏水稀释配制 成27. 6mg/L的溶液? (二) 取上述溶液250mL，加入90g的磷钨杂多酸置于超声化学反应器中，并放入沸石， 将超声波发生器探头浸入溶液约lcm，距反应器底部大于5cm处，进行超声反应〃超声波 频率为20kHz，声强141. 32w/cm2,探头为不锈钢，锥形变幅杆长120mm，终端直径为15mm， 设定反应的温度为35°C经行分解反应。
[0017] 对二甲苯的降解率的测定 分光度法：用752型紫外可见分光光度计在二甲苯最大吸收波长（260nm)下测其吸光 度，与标准曲线对比，从而计算二甲苯的降解率。
[0018] 标准曲线的绘制：准确称取0.1 mL的对二甲苯，依次配成0,0. 1，0. 2,0.3,0.4， 0. 5ml/lL的标准液，依次经行吸光度的测定，绘制标准曲线如下图1。
[0019] 依照标准曲线对催化分解后的溶液进行对二甲苯的浓度测定，计算其含量与分解 率如下表1平行进行三次 表1对二甲苯的降解率
综上所述，使用磷钨杂多酸为催化剂对对二甲苯的催化的方法实验操作方便，设备简 单，对二甲苯的降解率高，对于寻求高效、廉价的体系降解二甲苯，提高降解率，缩短降解 时间，探索一条经济的降解路线具有实际应用重要意义。
[0020] 尽管已结合优选的实施例描述了本发明，然其并非用以限定本发明，任何本领域 技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，能够对在这里列出的主题实施各种改 变、同等物的置换和修改，因此本发明的保护范围当视所提出的权利要求限定的范围为准。
【主权项】
1. 基于杂多酸催化分解对二甲苯，包括采用磷钨杂多酸溶液分解对二甲苯，其特征是： 将待处理的含有对二甲苯的液体与所述的磷钨杂多酸溶液和乙醇混合，然后放入沸石，再 采用20kHz、声强为141. 32w/cm2的超声波处理。2. 根据权利要求1所述的基于杂多酸催化分解对二甲苯，其特征是：所述的超声波处 理过程中，反应的温度为35 °C。3. 根据权利要求1所述的基于杂多酸催化分解对二甲苯，其特征是：所述的磷钨杂多 酸溶液按重量份数含有60至80份磷钨杂多酸、15至20份双氧水；所述的磷钨杂多酸溶液 与乙醇料液比为50g:25ml至100g:25ml。4. 根据权利要求3所述的基于杂多酸催化分解对二甲苯，其特征是：所述的双氧水的 浓度为I. 68mol/ml。
【专利摘要】本发明公开了基于杂多酸催化分解对二甲苯，包括采用磷钨杂多酸溶液分解对二甲苯，其中：将待处理的含有对二甲苯的液体与磷钨杂多酸溶液和乙醇混合，然后放入沸石，再采用20kHz、声强为141.32w/cm2的超声波处理。采用本方法处理水体中的对二甲苯，能在极短的时间内分解对二甲苯，并且不产生对水体有害的新生有害物。且本方法实施成本低，适用于连续降解。因而本发明有操作方便，设备简单，对于水体中的对二甲苯的降解率高、环境友好、处理时间短、经济性好的优点。
【IPC分类】C02F1/58, C02F1/36
【公开号】CN105174364
【申请号】
【发明人】宋文东, 张鑫, 李世杰, 王亚宁, 纪丽丽, 蔡璐, 胡世伟, 姜维, 郭健
【申请人】浙江海洋学院
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年10月22日