阳离子交换(CEC)总量一致的十六烷基三甲基溴化铵水溶液，随后搅拌24小时，搅拌结束后离心，弃去上清液，得到沉淀物，用超纯水洗净沉淀物，得到负载有HDTMA+的有机蒙脱土 ；
[0080](3)考察腐植酸对降解脱氟反应的影响，进行还原降解反应前，首先将配制好的吲哚乙酸溶液和PFOA溶液均匀混合，根据反应条件，分别加入不同浓度的腐植酸水溶液，加入随后将有机蒙脱土分散于溶液中并使用0.lmmol/L的NaOH和HCl调节溶液的pH = 6.0，使用磁力搅拌对配制好的反应溶液搅拌30分钟，将准备好的反应溶液转移至圆柱形玻璃反应器内，在好氧环境下，将一盏低压汞灯浸没到反应溶液中，开灯进行降解反应。总反应体积为300mL，反应温度控制在25 土 2°C，光源为一盏36W的飞利浦低压汞灯，反应时间为10小时，反应液中吲哚乙酸和PFOA的浓度分别为Immo 1/L和10mg/L，腐植酸浓度分别为2、5、10mg/L，有机蒙脱土浓度为2.2g/L。每隔I小时采样5mL，样品分成两份，一份用2倍体积的甲醇萃取后以高效液相色谱(HPLC)测量剩余PFOA含量，另一份过滤后用离子色谱(IC)测量生成的F离子含量，以此计算PFOA的降解率和脱氟率，具体降解和脱氟曲线见图7A和图7B所示。
[0081 ]由此可以得出结论，水体中腐植酸的存在可以在一定程度上抑制PFOA的降解和脱氟，但影响相对较弱。
[0082]实施例7
[0083](I)将购置的钠蒙脱土(购买于浙江丰虹蒙脱土化工有限公司)置于0.lmol/L的NaCl溶液中搅拌8h，使钠离子充分饱和得到层间吸附钠离子的蒙脱土;离心弃去上清液，将沉淀物再置于0.1moVL的NaCl溶液中，如此重复6次。以超纯水洗净至上清液以AgNO3溶液检测无沉淀生成，冷冻干燥即得到负载Na+的钠蒙脱土。
[0084](2)将制备好的Na+蒙脱土置于水中搅拌8小时，使蒙脱土均匀分散。向分散好的蒙脱土溶液中加入总量与溶液中蒙脱土的阳离子交换(CEC)总量一致的十六烷基三甲基溴化铵水溶液，随后搅拌24小时，搅拌结束后离心，弃去上清液，得到沉淀物，用超纯水洗净沉淀物，得到负载有HDTMA+的有机蒙脱土 ；
[0085](3)首先将配制好的吲哚乙酸溶液和有机蒙脱土混合后转移到15mL圆柱形石英反应管中，使用0.lmmol/L的NaOH和HCl调节溶液的pH=4.0，加入水合电子捕获剂二甲基吡啶N-氧化物(DMPO) ο反应总体积为1mL，其中吲哚乙酸和DMPO的浓度分别为ImmoI/L和20mmol/L，有机蒙脱土浓度为2.2g/L。使用汞灯照射上述配制好的样品I分钟后，取样20yL放入电子顺磁共振仪(EPR)中检测自由基信号，具体见图8。
[0086]由此可以得出结论，在不添加有机蒙脱土的条件下，溶液中生成的水合电子与氧气和氢离子迅速反应生成了羟基自由基，因此样品中检测不到水合电子的信号，在添加了有机蒙脱土后，样品中除检测到羟基自由基外，同时也检测到了水合电子的信号，说明有机蒙脱土的存在保护了水合电子不被氧气和氢离子反应淬灭掉，这证明了两个结论:第一，吲哚乙酸在紫外光照下产生了水合电子;第二，有机蒙脱土的存在保护了水合电子不被氧气和氢离子淬灭，因此促进了水合电子对PFCs的降解和脱氟。
[0087]实施例8
[0088]—种高效降解全氟化合物的方法，其步骤为:
[0089](I)将购置的钠蒙脱土(购买于浙江丰虹蒙脱土化工有限公司)置于0.lmol/L的NaCl溶液中搅拌8h，使钠离子充分饱和得到层间吸附钠离子的蒙脱土;离心弃去上清液，将沉淀物再置于0.1moVL的NaCl溶液中，如此重复6次。以超纯水洗净至上清液以AgNO3溶液检测无沉淀生成，冷冻干燥即得到负载Na+的钠蒙脱土。
[0090](2)将制备好的Na+蒙脱土置于水中搅拌8小时，使蒙脱土均匀分散。向分散好的蒙脱土溶液中加入总量与溶液中蒙脱土的阳离子交换(CEC)总量一致的十六烷基三甲基溴化铵水溶液，随后搅拌24小时，搅拌结束后离心，弃去上清液，得到沉淀物，用超纯水洗净沉淀物，得到负载有HDTMA+的有机蒙脱土 ；
[0091](3)考察不同有机蒙脱土添加量对脱氟率的影响;进行降解反应前，首先将配制好的吲哚乙酸溶液和PFOA溶液均匀混合，随后将不同量的有机蒙脱土分散于上述混合溶液中，使有机粘土与吲哚乙酸的质量比为(7.5-16.6):1，并使用0.lmmol/L的NaOH和HCl调节混合溶液的PH调节至6.0，使用磁力搅拌对配制好的反应溶液搅拌30分钟，将准备好的反应溶液转移至圆柱形玻璃反应器内，在好氧环境下，将一盏低压汞灯浸没到反应溶液中，开灯进行降解反应。总反应体积为300mL，反应温度控制在25±2°C，光源为一盏36W的飞利浦低压汞灯，反应时间为150分钟，反应液中吲哚乙酸和PFOA的浓度分别为Immo I/L和10mg/L。反应结束后采样5mL，样品过滤后用离子色谱(IC)测量生成的F离子含量，以此计算PFOA的脱氟率，具体脱氟曲线见图9，箭头所指代表实验范围内脱氟最优点。
【主权项】
1.一种高效降解全氟化合物的方法，其步骤为: (a)使用十六烷基三甲基溴化铵对蒙脱土进行有机改性得到有机蒙脱土； (b)将待降解的全氟化合物溶液和吲哚乙酸溶液混合均匀，然后加入有机蒙脱土搅拌得到混合溶液； (C)在好氧条件下，使用低压汞灯对步骤(b)中得到的混合溶液进行光照，实现全氟化合物的降解脱氟。2.根据权利要求1所述的一种高效降解全氟化合物的方法，其特征在于:所述的步骤(a)中对蒙脱土进行有机改性的步骤为: (1)将钠蒙脱土分散到水溶液中； (2)向步骤(I)的分散溶液中加入十六烷基三甲基溴化铵溶液，搅拌； (3)步骤(2)中搅拌结束后离心，弃去上清液，得到沉淀物； (4)用水清洗步骤(3)中得到的沉淀物，得到负载有十六烷基三甲基溴化铵离子的蒙脱土。3.根据权利要求1所述的一种高效降解全氟化合物的方法，其特征在于:所述的步骤(b)中具体操作步骤为: (i)将吲哚乙酸溶液和待处理的全氟化合物溶液均匀混合； (ii)将步骤(a)中得到的有机蒙脱土分散于步骤(i)的溶液中并调节溶液的pH值，有机蒙脱土与吲哚乙酸的质量比为(7.5-16.6):1; (i i i)对步骤(i i)中的反应溶液搅拌30-40分钟。4.根据权利要求1所述的一种高效降解全氟化合物的方法，其特征在于:所述的步骤(c)中低压汞灯浸没在混合溶液中进行降解反应。5.根据权利要求2所述的一种高效降解全氟化合物的方法，其特征在于:所述的步骤(1)中分散时间为8小时。6.根据权利要求2所述的一种高效降解全氟化合物的方法，其特征在于:所述的步骤(2)中加入的十六烷基三甲基溴化铵的总量与溶液中蒙脱土的阳离子交换总量一致。7.根据权利要求2所述的一种高效降解全氟化合物的方法，其特征在于:所述的步骤(2)中搅拌时间为24小时。8.根据权利要求3所述的一种高效降解全氟化合物的方法，其特征在于:所述的步骤(i i)中，调节溶液的PH值至4.0-10.009.根据权利要求4所述的一种高效降解全氟化合物的方法，其特征在于:降解反应温度控制在15-35°C，低压汞灯为36W汞灯，反应时间为1-10小时;反应液中B引哚乙酸和全氟化合物的质量比为17:1。10.根据权利要求1-9中任意一项所述的一种高效降解全氟化合物的方法，其特征在于:所有反应均在好氧条件下进行。
【专利摘要】本发明公开了一种高效降解全氟化合物的方法，属于持久性污染物降解领域。解决了现有的降解PFCs方法存在反应条件苛刻、脱氟率不高等问题。本发明使用254nm紫外光照射吲哚乙酸(IAA)溶液产生水合电子，在好氧条件下还原降解PFCs，通过加入有机改性的蒙脱土(montmorillonite)来提供反应微区，大大提高了水合电子对PFCs的降解和脱氟效果；本发明降解PFCs的方法不受溶液pH和溶解氧的影响，受水体中腐殖质的影响也相对较小，克服了已有水合电子还原降解PFCs方法的缺陷，同时保证降解效率，具有较高的应用价值。
【IPC分类】A62D101/22, A62D3/176
【公开号】CN105536198
【申请号】CN201510981853
【发明人】谷成, 田浩廷
【申请人】南京大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月23日