【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光催化降解领域，涉及一种促进小环多环芳烃在红光条件下光降解的方法。
技术介绍
1、多环芳烃是环境中的常见污染物，因其具有潜在的致癌性、致畸性和遗传毒性，因而被认为是颗粒物毒性的主要来源。多环芳烃主要从化石燃料和生物质等有机燃料的不完全燃烧或热解过程中释放到大气中，之后随着大气中的运输散落于土壤、海水、冰雪等环境中；除此之外，石油泄漏也是多环芳烃释放到环境中的重要途径。由于多环芳烃对人体的毒性，关于多环芳烃的降解尤其是光降解一直是研究的热点。过去的研究一般局限于研究强短波光条件下颗粒物催化剂对于多环芳烃的光降解，而对于环境光(红光占比高)条件下少量多环芳烃的光降解研究甚少。因此，如何利用小环多环芳烃不吸收的环境光(红光占比高)实现对小环多环芳烃的光降解具有重要意义。
技术实现思路
1、为了改善上述技术问题，本专利技术提供一种促进小环多环芳烃在红光条件下光降解的方法，具体的，本专利技术提供了一种利用大环多环芳烃吸收红光，并通过小环多环芳烃对于大环多环芳烃π-π堆积作用的破除，使得大环多环芳烃将能量转移给基态氧生成单线态氧，并由于化学特性促使单线态氧优先和小环多环芳烃进行反应，以实现小环多环芳烃在红光条件下的光降解的方法。进一步的，本专利技术方法中所需的大环多环芳烃是从黑碳中提取得到，因此成本低廉，并且方法简单易于操作。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种促进小环多环芳烃在红光条件下光降解的方法，所述方法包括：将含大环
4、根据本专利技术的实施方案，所述含大环多环芳烃的混合液由黑碳萃取制备得到。
5、根据本专利技术的实施方案，所述黑碳通过燃烧法制备得到。例如，将有机燃料(通过燃烧装置)在氮气、氧气的混合气流下进行有机燃料的不完全燃烧，收集，得到黑碳。
6、本专利技术的不完全燃烧是指：通过控制氮气、氧气的气体流速实现氧气相对于有机燃料的短缺，进而使得燃烧不充分，有机质不会被完全氧化成二氧化碳和水。而有机燃料不完全燃烧的产物即是所述黑碳。
7、根据本专利技术的实施方案，所述有机燃料优选为液体燃料，示例性为正己烷。
8、根据本专利技术的实施方案，采用的燃烧装置为预混扩散装置，通过一根伸入液体燃料储存器的棉芯来实现燃料运输。
9、根据本专利技术的实施方案，所述燃烧使用的气流为高纯度氧气o2和氮气n2的混合气。优选地，所述混合气中，气体组分含量接近空气。例如，混合气中的o2含量为21.3％。
10、在本专利技术的一个实施方案中，氮气n2的流量为500～3000ml/min，示例性为500ml/min、1000ml/min、2000ml/min、3000ml/min。
11、在本专利技术的一个实施方案中，氧气(特别是高纯度氧气o2)的流量为100～1000ml/min，示例性为100ml/min、200ml/min、300ml/min、540ml/min、1000ml/min。
12、根据本专利技术的实施方案，收集的方法可以为将石英板(玻璃板亦可)置于火焰上方(约2cm处)进行黑碳的收集。例如，收集的时间为1～30分钟，示例性为10分钟。
13、根据本专利技术的实施方案，黑碳萃取采用的萃取剂例如包括大环多环芳烃的良溶剂。示例性地，所述良溶剂选自二氯甲烷。
14、例如，所述含大环多环芳烃的混合液通过下述方法得到：将收集到黑碳的石英板通过大环多环芳烃的良溶剂进行萃取，制备得到所述含大环多环芳烃的混合液。例如，所述萃取的方式可以为：通过大环多环芳烃的良溶剂对收集到黑碳的石英板进行洗涤，得到所述含大环多环芳烃的混合液。
15、根据本专利技术的实施方案，萃取过程可直接使用玻璃滴管吸取良溶剂一边冲洗一边刮落石英板上的黑碳，所得悬浊液可循环使用，直至石英板上黑碳全部洗下。
16、根据本专利技术的实施方案，所述方法还可以包括将上述黑碳悬浊液经过超声后，过滤(如设备允许，使用抽滤会更加节省时间)，得到含大环多环芳烃的混合液。为了将黑碳中的多环芳烃完全释放出来，所述超声的时间可以为10～30分钟，示例性为20分钟。
17、根据本专利技术的实施方案，过滤得到的含大环多环芳烃的混合液为黑碳中自带的大环多环芳烃及小环多环芳烃的混合液。由于混合液中的小环多环芳烃并不会影响大环多环芳烃的效果，因此无需进一步分离。
18、根据本专利技术的实施方案，所述待处理小环多环芳烃的分子量为350以下。示例性地，所述待处理小环多环芳烃选自芴。
19、本专利技术中，所述待处理小环多环芳烃可以为固态或液态。如果待处理小环多环芳烃为固态，直接将含大环多环芳烃混合液与待处理小环多环芳烃混合均匀并光照即可。如果待处理小环多环芳烃为液态，若其溶剂能与制备的含大环多环芳烃混合液混溶，则亦可直接混合光照；若不能混溶，则需要经过萃取将小环多环芳烃萃取到制备的含大环多环芳烃混合液中，再进行光照。
20、根据本专利技术的实施方案，含大环多环芳烃的混合液中的溶剂挥发性强，如果在光照过程中溶剂完全挥发，无需再加入溶剂，固相的情况下大环多环芳烃依然能够帮助小环多环芳烃提高光降解速率。
21、根据本专利技术的实施方案，所述大环多环芳烃与待处理小环多环芳烃的混合质量比为1:1～1:10，示例性为1:1、1:2、1:5、1:10。
22、根据本专利技术的实施方案，红光的波长为648nm；红光的光强为10～50mw/cm2，示例性为20mw/cm2。
23、根据本专利技术的实施方案，所述促进小环多环芳烃在环境红光条件下光降解速率的方法，包括以下步骤：
24、步骤(1)：燃烧法制备黑碳；
25、步骤(2)：将步骤(1)制备得到的黑碳经过萃取，得到含大环多环芳烃的混合液(含大量大环多环芳烃)；
26、步骤(3)：将步骤(2)中得到的含大环多环芳烃的混合液和待处理小环多环芳烃混合，并采用红光光照，实现小环多环芳烃的光降解。
27、本专利技术还提供上述方法在小环多环芳烃的光降解中的应用。
28、本专利技术的有益效果：
29、本专利技术提供了一种促进小环多环芳烃在红光条件下光降解速率的方法。本专利技术通过大环多环芳烃的加入并在红光光照下产生大量单线态氧并优先氧化小环多环芳烃，即利用具有广泛的光吸收范围的大环多环芳烃的加入吸收原本小环多环芳烃不吸收的环境红光，并在小环多环芳烃的作用下，利用小环多环芳烃打破大环多环芳烃的π-π堆叠作用，以促使大环多环芳烃将吸收的光能转移给基态氧激发生成单线态氧，随后由于小环多环芳烃更加利于和单线态氧反应，从而实现了对小环多环芳烃的优先氧化降解，并提高了小环多环芳烃在红光下的光降解速率。本专利技术的方法简单，成本低廉且操作简便，能够低成本绿色地利用环境光降解小环多环芳烃。
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1.一种促进小环多环芳烃在红光条件下光降解的方法，其特征在于，包括将含大环多环芳烃的混合液和待处理小环多环芳烃混合，在红光条件下小环多环芳烃所述降解。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含大环多环芳烃的混合液由黑碳萃取制备得到。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述黑碳通过燃烧法制备得到。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述黑碳通过将有机燃料在氮气、氧气的混合气流下进行有机燃料的不完全燃烧，收集得到。
5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述含大环多环芳烃的混合液是将黑碳通过大环多环芳烃的良溶剂进行萃取制备得到。
6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述待处理小环多环芳烃的分子量为350以下。
7.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述大环多环芳烃与待处理小环多环芳烃的混合质量比为1:1～1:10。
8.如权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，红光的波长为648nm；红光的光强为10～50mw/cm2。
9.如权
10.权利要求1-9任一项所述的方法在小环多环芳烃的光降解中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种促进小环多环芳烃在红光条件下光降解的方法，其特征在于，包括将含大环多环芳烃的混合液和待处理小环多环芳烃混合，在红光条件下小环多环芳烃所述降解。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含大环多环芳烃的混合液由黑碳萃取制备得到。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述黑碳通过燃烧法制备得到。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述黑碳通过将有机燃料在氮气、氧气的混合气流下进行有机燃料的不完全燃烧，收集得到。
5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述含大环多环芳烃的混合液是将黑碳...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵进才，李佳春，陈春城，马万红，宋文静，盛桦，章宇超，李骥堃，籍宏伟，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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