化学污染物的还原性分解方法技术

化学污染物的还原性分解的方法，包括使至少一种碱金属或碱土金属化合物和该化学污染物反应，形成反应混合物，其中该反应混合物还含有氢给体化合物和促使游离基氢离子生成的催化剂。这些方法还包括对反应混合物加热至预定温度，加热时间足以促使其中的游离基氢离子生成和使化学污染物的还原性分解。方法可用于有机和无机化合物的还原性分解。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化学污染物的碱催化的还原性分解方法。更具体说，本专利技术涉及在能产生游离氢离子的催化剂存在下，用碱金属和/或碱土金属化合物和氢给体对有机和/或无机化合物进行破坏性分解的方法。众所周知，各种合成囟化的有机化合物和许多无机化合物会对公众健康和环境造成危害。多氯联苯（PCB类）、二苯并二8-羟基喹啉、二苯并呋喃、二氯二苯基三氯甲烷（DDT）、狄氏剂、高丙体六六六和氯丹以及其它囟化农药，已发现是持久的毒害环境的物质，它们要求有安全而有效的处理方法。PCB类化合物提出了特别严重的处理问题。由于它们优良的绝缘性能，过去被广泛用于电气设备如变压器和电容器等中作为介电流体添加物。PCB类化合物在许多方面的应用已被美国环保局明令禁止，这是由于它们在人体内的累积贮存和极高的毒性。因此，需要除去和/或破坏囟有机化合物如PCB类化合物的方法。许多非囟化有机和无机化合物也已经知道是对环境有毒物质，也需要安全而有效的处理手段。这些化合物包括含氮化合物，含磷化合物、含氧化合物和含硫化合物等，包括有机和无机的。本领域中已经知道了许多破坏或分解囟化有机化合物的方法。例如，Peterson的美国专利4，447，541和4，574，013公开了除去被囟化有机化合物污染的土壤的污染的方法。Peterson的美国专利4，447，541公开的一种方法，是将碱性组分和一种亚砜催化剂（DMSO）的混合试剂与被PCB类化合物污染的土壤充分混合。该混合试剂使囟化污染物从土壤脱附，因而使污染物脱囟化。然而，该方法的缺点在于其动力学相对慢，-->因而使PCB浓度减小到可接受水平需要几周到几个月这样漫长的周期，为了使破坏污染物发生，土壤应当完全干燥，需要大量试剂，以及亚砜催化剂有可能在污染物被破坏前已使污染物迁移。Peterson的美国专利4，574，013公开的方法，是用碱性组分和亚砜催化剂的混合物处理污染土壤的热泥浆。然而，该方法有与上法相似的缺点，亚砜催化剂可能使污染物迁移到未污染体系，亚砜催化剂在加热至高温时产生臭味化合物，并在较高温条件下分解成可燃性副产物。Rogers等人的美国专利4，675，464公开了一种囟化脂族烃的化学破坏方法，更具体地是亚乙基二溴的化学破坏方法。将碱金属氢氧化物溶于1，2-亚乙基二醇，再将所得产物与囟化烃反应。Rogers等人还公开了反应温度应保持在30℃或以下，以使反应产物保持在溶液中。Rogers等人的美国专利5，019，175公开了一种在污染介质中的囟化有机化合物的破坏方法，其中一种含约0.1至20重量%聚乙二醇的水溶液被加入一种污染了的介质中。也将一种碱金属氢氧化物加入该污染介质中，在某一温度下加热该污染介质一段时间，使介质足以脱水。再将介质进一步在约100-350℃间加热一段时间，使囟化有机化合物足以被有效破坏，向介质中加入一种酸，其量足以使介质的pH从约7变为约9。Rogers等人的美国专利5，039，350公开了含于一种污染介质中的囟化有机化合物的分解方法，其中包括向该污染介质中加入一种碱金属碳酸盐或碳酸氢盐，将介质加热到约250-400℃之间。Rogers等人的美国专利5，064，526公开了一种含于一种污染物质中的囟化或非囟化有机污染物的分解方法。该方法包括向受污染物质中加入一种碱金属或碱土金属碳酸盐、碳酸氢盐或氢氧化物，其中还加入了氢给体化合物和碳化合物作为催化剂。将该物质加热至脱水，再进一步加热到200-400℃，引起形成游离基氢离子以实现分解。向该物质加入-->一种酸使pH达7-9。Pytlewski等人的美国专利4，400，552公开了一种分解囟化有机化合物的方法，其中包括应用一种包括碱金属氢氧化物与聚乙二醇或聚乙二醇单烷基醚的反应产物和氧的试剂。Pytlewski等人的美国专利4，337，368和4，602，994公开了一分解囟化有机化合物的相似方法。此外pytlewski的美国专利4，430，208、4，417，977、4，460，797和4，471，143也公开了囟化有机物的分离和/或分解方法。然而，这些方法的缺点在于需要使用过量碱金属氢氧化物和聚乙二醇试剂，以使其在整个待处理的污染物，如土壤、沉积物、淤泥等内部获得均匀分布。Pytlewski等人的美国专利4，349，380和4，523，043公开了由碱金属或碱土金属氢氧化物和用于除去含金属物质中的金属和分解有机硫化合物的聚乙二醇或聚乙二醇单烷基醚制成的试剂的使用。相似地，Brunelle的美国专利4，351，718和4，353，793公开了从非极性有机溶剂的溶液中除去多卤化烃的方法，其中包括用一种聚乙二醇和碱金属氢氧化物的混合物处理污染物的溶液。这些方法的相似缺点，是需要过量的试剂，不能实现完全脱氯和/或甚至实现部分脱氯都需要过多时间。除去和/或破坏含于污染物质内的囟化有机化合物的其它方法，也公开于Howard等人的美国专利4，327，027，Heller的U.S.P.4，483，716，Mendiratta等人的U.S.P.4，663，027，Meenan等人的U.S.P.4，685，220和4，793，937，Rossi等人的U.S.P.4，761，221，Zeff等人的U.S.P.4，792，407，欧洲专利申请118，858，化学文摘V.82，139620P（1975）和Kornel等人在Journal        of        Hazardous        Materials，12（1985）PP.161-176。然而，本专利
中这些和其它用于除去和/或破坏在污染介质中的囟化有机化合物的方法是不够的，因为对于达到可接受的除去和/或破坏的水平所需时间长，各种试剂的使用量过量，使用的试剂昂贵，毒性和/或可燃性副产物的产生，和/或不能得到所需的除去和/或破坏水平。-->因而，有必要改进化学污染物的还原方法，使成本降低并克服现有技术的缺点。因此，本专利技术的一个目的是提供还原性分解包含有机化合物和/或无机化合物的化学污染物的新方法，这些污染物可以以纯形式单独存在或含于污染介质中。本专利技术的另一目的在于提供化学污染物的还原性分解的方法，这些方法应用至少一种氢给体化合物。本专利技术的另一目的在于提供应用比现有技术试剂量大为减少、减剂成本较低的化学污染物的分解方法。本专利技术另一目的在于提供达到环境可接受的化学污染化合物水平的方法。本专利技术一个有关目的是提供在短时间内获得环境可接受的污染物水平的方法。这些目的和其它目的是由本专利技术的方法实现的，本专利技术方法中涉及纯形式的或含在污染介质中的囟化和/或非囟化有机化合物和/或无机化合物的碱催化分解。本专利技术方法包括使至少一种碱金属或碱土金属化合物和化学污染物化合形成一种反应混合物，其中该反应混合物还含有一种氢给体化合物和促使游离基氢离子形成的催化剂。这些方法还包括将该反应混合物在某预定温度范围内，加热足以引起其中的游离基氢离子形成和有效还原性分解化学污染物的时间。此外ⅰ）当化学染物是一种有机化合物，碱金属或碱土金属化合物与化学污染物结合时，预定的温度范围为从约50℃至低于200℃，ⅱ）当化学污染物是一种有机化合物，碱金属化合物和碱土金属化合物两者均与化学污本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学污染物的还原性分解方法，包括ｉ）使至少一种碱金属或碱土金属化合物与该化学污染物反应，形成一种反应混合物，该反应混合物还含有一种氢给体化合物和会促使游离基氢离子形成的催化剂，和ｉｉ）使该反应混合物加热至一预定范围的反应温度，加 热时间足以促使其中的游离基氢离子形成，和使化学污染物的还原性分解，条件是：ａ）当化学污染物是一种有机化合物，使用碱金属或碱土金属化合物与该化学污染物反应时，预定的温度范围为从约５０°－＜２００℃。ｂ）当化学污染物是一种有机化学物，使 用碱金属和碱土金属两者与该化学污染反应时，预定的温度范围为约５０°－４００℃，及ｃ）当化学污染物为无机化合物，预定的温度范围为约５０°－４００℃。

【技术特征摘要】
1、一种化学污染物的还原性分解方法，包括i)使至少一种碱金属或碱土金属化合物与该化学污染物反应，形成一种反应混合物，该反应混合物还含有一种氢给体化合物和会促使游离基氢离子形成的催化剂，和ii)使该反应混合物加热至一预定范围的反应温度，加热时间足以促使其中的游离基氢离子形成，和使化学污染物的还原性分解，条件是：a)当化学污染物是一种有机化合物，使用碱金属或碱土金属化合物与该化学污染物反应时，预定的温度范围为从约50°-＜200℃。b)当化学污染物是一种有机化学物，使用碱金属和碱土金属两者与该化学污染反应时，预定的温度范围为约50°-400℃，及c)当化学污染物为无机化合物，预定的温度范围为约50°-400℃。2、根据权利要求1的方法，其中的化学污染物是一种有机化合物，使碱金属化合物或碱土金属化合物与该化学污染物反应，反应混合物加热到约50℃至低于200℃。3、根据权利要求2的方法，其中的反应混合物含有碱金属化合物或碱土金属化合物和化学污染物，其摩尔比为约1∶1至约10∶1。4、根据权利要求2的方法，其中的化学污染物包括一种非芳族有机化合物。5、根据权利要求2的方法，其中的氢给体化合物包括一种聚合物、一种气体或一种选自脂肪酸、脂族醇、烃类和胺类的高沸点溶剂。6、根据权利要求2的方法，其中的催化剂包括一种碳源。7、根据权利要求6的方法，其中的催化剂包括一种碳氢化合物或碳黑。8、根据权利要求2的方法，其中的催化剂包括一种聚亚烷基二醇。9、根据权利要求1的方法，其中的化学污染物是有机化合物，碱金属化合物和碱土金属化合物与化学...

【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯罗杰斯，阿尔弗雷德科内尔，
申请(专利权)人：查尔斯罗杰斯，阿尔弗雷德科内尔，
类型：发明
国别省市：US[美国]