Page 198 - 《精细化工》2021年第7期

第 38 卷第 7 期 精 细 化 工 Vol.38, No.7
202 1 年 7 月 FINE CHEMICALS July 2021

水处理技术与环境保护
常压/低压湿空气催化氧化氯乙酸降解机理

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王 帅，崔洪友 ，谭洪梓
（山东理工大学 化学化工学院，山东 淄博 255049）

摘要：利用无机熔盐水合物的温升效应，考察了氯乙酸废水在常压/低压下湿空气催化氧化降解效果，分别探讨
了催化剂种类、反应温度、反应时间对氯乙酸和 COD（化学需氧量）去除率的影响，并对反应机理进行了初步
探讨。结果表明，在 CaCl 2 •2H 2 O 熔盐水合物中 CuCl 2 对氯乙酸的降解效果最佳，在 200 ℃和 0.35 MPa 条件下
氯乙酸去除率可达 97.2%，COD 去除率可达 90.7%。通过自由基抑制实验和中间产物分析推测反应机理为：在
羟基自由基的协同催化下，氯乙酸依次降解为羟基乙酸、二羟基乙酸、甲酸、CO 2 和水。
关键词：无机熔盐水合物；氯乙酸；湿空气催化氧化；降解机理；水处理技术
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 07-1480-06

Catalytic oxidation and degradation mechanism of chloroacetic acid
by wet air under normal pressure/low pressure

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WANG Shuai, CUI Hongyou , TAN Hongzi
（School of Chemistry & Chemical Engineering, Shandong University of Technology, Zibo 255049, Shandong, China）

Abstract: The catalytic oxidation and degradation of chloroacetic acid (CAA) wastewater in wet air under
normal pressure/low pressure were investigated using the temperature rise effect of inorganic molten salt
hydrate. The effects of catalyst type, reaction temperature and reaction time on the removal rates of CAA
and COD (chemical oxygen demand) were investigated, and the reaction mechanism was discussed. It was
found that CuCl 2 had the highest catalytic performance for CAA in CaCl 2•2H 2O molten salt hydrate
medium among the tested catalysts. The removal rate of CAA and COD could reach 97.2% and 90.7%
under the conditions of 200 ℃ and 0.35 MPa. The free radical inhibition experiments and intermediate
products analysis revealed that CAA degraded into hydroxyacetic acid, dihydroxyphenylacetic acid, formic
acid, CO 2 and water in turns under the synergistic catalysis of hydroxyl free radicals.
Key words: inorganic molten salt hydrates; chloroacetic acid; catalytic oxidation by wet air; degradation
mechanism; water treatment technology

有机氯化物在化工、医药、制革、电子和农药 但由于高浓度 CAA 废水的生物抑制性，生物法降解
[4]
等精细化工领域及相关产业有着广泛应用，但由于 效果很差，常需与其他方法联合使用 。Fenton 氧
其化学性质稳定，几乎所有的有机氯化物都具有毒 化法是在催化剂作用下以双氧水为氧化剂降解有机
[5]
性且难以降解。由有机氯化物引起的水体污染问题 物的方法。MACKULAK 等 研究了 Fenton 氧化法
引起了人们的关注 [1-2] 。氯乙酸（CAA）具有致畸、 处理 0.01 mol/L 的 CAA 废水，去除率仅为 39.7%。
[3]
致癌、致突变等性质 。 双氧水价格较高，导致处理高 COD 废水时成本很高。
目前，去除水体中 CAA 的方法主要有生物法、 光催化氧化是在光照下催化氧化降解有机物的
[6]
Fenton 氧化法、光催化氧化法和湿空气氧化法等。 方法。GHOLAMREZA 等 考察了三氯乙酸废水的
生物法是利用生物代谢降解有机废水的一种方法， 光催化氧化脱色与矿化，去除率可达 87%。光催化

收稿日期：2021-01-02; 定用日期：2021-03-10; DOI: 10.13550/j.jxhg.20210001
基金项目：淄博市校城融合计划项目（2019ZBXC092）
作者简介：王 帅（1994—），男，硕士生，E-mail：961439749@qq.com。联系人：崔洪友（1968—），男，教授，E-mail：cuihy@ sdut.edu.cn；
谭洪梓（1991—），男，讲师，E-mail：hztan@sdut.edu.cn。