一种紫外光激发的无催化剂二噁英降解方法与流程

本申请属于二噁英的环境治理，具体涉及一种紫外光激发的无催化剂二噁英降解方法。

背景技术：

1、二噁英污染物的来源多样，主要包括固体废物焚烧、化学工业生产、金属冶炼和生物化学过程等。在这些来源中，固体废物焚烧是二噁英排放的主要途径〔见李雁,郭昌胜,侯嵩,等.固体废物焚烧过程中二噁英的排放和生成机理研究进展[j].环境化学,2019,38(04):746-759〕。

2、二噁英属于氯代含氧三环芳烃类化合物，其氧原子的孤电子对可以与苯环上的π电子形成p-π共轭体系。这种共轭作用使得电子在分子轨道间离域化，从而降低了整个分子的能量水平，增强了分子的稳定性。由于这种稳定的电子结构，二噁英难以在环境中自然降解。

3、在人体内，二噁英的毒性作用机制涉及到其与芳香烃受体（ahr）的相互作用。二噁英分子进入人体后，与ahr结合，激活细胞内的信号传导途径，影响其蛋白表达。这种干扰可能导致免疫系统抑制、生殖和发育问题、以及激素系统的紊乱，尤其是2，3，7，8氯取代的二噁英分子，该分子毒性最高。二噁英的“三致”特性——致畸性、致癌性和致突变性，使其对人类健康构成显著威胁〔见黄超,陈凝,杨明嘉,等.二噁英类化合物的毒性作用机制及其生物检测方法[j].生态毒理学报,2015,10(03):50-62〕。因此，研究和开发一种既经济又环保的二噁英降解技术，以减少其对生态环境和人类健康的负面影响，变得尤为迫切。

4、当前，尽管已有多种二噁英降解技术，如高温热解、化学处理、机械化学法、生物降解、低温热解和光催化降解等，但它们在实际应用中仍面临一些挑战〔见li x ,et al.study on the relationship between waste classification, combustion conditionand dioxin emission from waste incineration[j].waste disposal & sustainableenergy, 2019 (1):91–98〕。

5、高温热解技术虽然降解效率高，但能耗大且可能存在二次污染；选择性催化氧化虽然降解效率较高，但催化剂的成本和稳定性问题仍需解决；低温热解技术虽环保节能，但存在二噁二次合成的风险；生物降解技术因其环境友好性和低能耗而备受期待，但其流程复杂、周期长，限制了其大规模应用；光催化降解技术在光催化过程中光生电子和空穴的复合导致降解效率不高。

6、光催化机理的固定缺陷限制其进一步发展，光生载流子对的复合远远快于光生载流子对的转移和反应过程，机理存在的缺陷难以优化改进。因此，需要提出效率更高的策略，以推动光降解二噁英的进一步发展。

技术实现思路

1、本申请为了克服现有技术的不足，提供了一种紫外光激发的无催化剂二噁英降解方法，以解决光降解二噁英技术领域中由于光催化机理缺陷而导致的降解效率不足问题，实现有效降解二噁英。

2、为了实现上述目的，本申请采用以下技术方案：

3、一种紫外光激发的无催化剂二噁英降解方法，包括：

4、将含有二噁英的溶液与含羟基的有机液进行混合，以获得待降解溶液；

5、向所述待降解溶液中通入氧源，或者所述待降解溶液中保持氩气氛围；以及

6、使用第一光源照射所述待降解溶液并进行搅拌，以产生反应降解二噁英；所述第一光源包括紫外光。

7、进一步地，所述含羟基的有机液包括甲醇、乙醇或丙三醇。

8、进一步地，所述使用第一光源照射所述待降解溶液，以产生反应降解二噁英，包括：

9、控制所述反应的温度在0-60℃、时间大于5分钟。

10、进一步地，所述温度为20℃、所述时间为25分钟。

11、进一步地，所述第一光源包括led灯、氙灯、汞灯以及自然光中的至少一种。

12、进一步地，所述紫外光的波长为200-280nm。

13、进一步地，所述反应包括：

14、所述紫外光辐射所述含羟基的有机液；以及

15、所述含羟基的有机液的c-h键和c-o键发生均裂，以生成氢自由基h•、羟基自由基ho•和碳自由基中间体。

16、进一步地，所述反应还包括：

17、所述氢自由基h•通过取代反应机制，将二噁英苯环上的氯原子置换下来，以降低二噁英的毒性。

18、进一步地，所述反应还包括：

19、所述氢自由基h•与氧气反应生成双氧水，所述双氧水氧化二噁英，以进一步降低二噁英毒性

20、进一步地，所述反应还包括：

21、所述羟基自由基ho•氧化二噁英促使二噁英开环，以降低二噁英的毒性。

22、与现有技术相比，本申请具有以下优点：

23、本申请提供了一种紫外光激发的无催化剂二噁英降解方法，提出了无催化光降解二噁英策略，利用高能光子辐射直接辐射含羟基的有机液，其c-h键和c-o键发生直接均裂，生成氢自由基（h•）、羟基自由基（ho•）和碳自由基中间体，均裂生成的h•、ho•可以降解二噁英，因为氢自由基会通过还原反应置换二噁英苯环上的氯原子，羟基自由基通过氧化反应致使二噁英氧化开环用；从而实现二噁英的高效降解。

技术特征：

1.一种紫外光激发的无催化剂二噁英降解方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的紫外光激发的无催化剂二噁英降解方法，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的紫外光激发的无催化剂二噁英降解方法，其特征在于，所述使用第一光源照射所述待降解溶液，以产生反应降解二噁英，包括：

4.根据权利要求3所述的紫外光激发的无催化剂二噁英降解方法，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的紫外光激发的无催化剂二噁英降解方法，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的紫外光激发的无催化剂二噁英降解方法，其特征在于：

7.根据权利要求1所述的紫外光激发的无催化剂二噁英降解方法，其特征在于，所述反应包括：

8.根据权利要求7所述的紫外光激发的无催化剂二噁英降解方法，其特征在于，所述反应还包括：

9.根据权利要求8所述的紫外光激发的无催化剂二噁英降解方法，其特征在于，所述反应还包括：

10.根据权利要求7所述的紫外光激发的无催化剂二噁英降解方法，其特征在于，所述反应还包括：

技术总结
本申请公开了一种紫外光激发的无催化剂二噁英降解方法，包括：将含有二噁英的溶液与含羟基的有机液进行混合，以获得待降解溶液；向所述待降解溶液中通入氧源，或者所述待降解溶液中保持氩气氛围；以及使用第一光源照射所述待降解溶液并进行搅拌，以产生反应降解二噁英；所述第一光源包括紫外光。本申请能够通过激发含羟基的有机液产生的自由基，都可直接或间接地破坏二噁英的化学结构，破坏其毒性作用机制，从而显著降低其毒性。

技术研发人员：缪奇,邹金生,范红照
受保护的技术使用者：深能环保科技研发中心（深圳）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/16