[发明专利]一种基于环糊精介导强化氧化去除土壤中有机污染物的方法

说明书

一种基于环糊精介导强化氧化去除土壤中有机污染物的方法，属于土壤修复技术领域，该方法为通过将羟丙基‑β‑环糊精与氧化剂结合，以形成环糊精/氧化剂包络物的方式，制备一种新的氧化剂，这种氧化剂以环糊精为介导物，将目标污染物和氧化剂拉近到环糊精的腔体结构中，形成主‑客体包络物微反应环境，这种微反应环境可以避免氧化剂受外界干扰，从而增加与目标污染物的反应速率，而且由于环糊精的腔体保护作用，可以延长氧化剂的寿命，这种方法能够克服高级氧化过程中氧化剂消耗过快，处理效率不佳，不能长距离输送及难以用于原位氧化修复的缺点。

技术领域

本发明属于土壤修复技术领域，具体涉及一种基于环糊精介导强化氧化去除土壤中有机污染物的方法。

背景技术

难降解的有机物污染物，如：阻燃剂类物质、药品及个人护理用品(PPCPs)、内分泌干扰物(EDCs)等难降解物质，通过普通的污水处理厂处理后，很难去除或去除率很低，通过人类活动和水土之间的物质传递运移，从水相转移到固相(土壤)中，由于水中可生物降解性差，土壤中吸附等作用，使得进入环境中的上述污染物很难去除。这些难降解的物质通常都具有一定的毒性或功能性，长期接触这些物质能导致人和动物内分泌紊乱，生殖功能异常，对生态系统也有较大的破坏作用。高级氧化作用(Advanced oxidation processes,AOPs)是用于去除或降解上述顽固有机物的常用技术手段。而高级氧化作用通常以产生或催化产生大量自由基为反应基础，通过自由基强氧化作用，将难降解有机污染物矿化成二氧化碳和水，达到降解有机污染物，同时减少中间产物的目的。但高级氧化作用能耗很高，而处理效率较低，这主要是由于高级氧化作用产生的自由基，是一种氧化性很强的瞬消型物质，自由基产生后没有反应会很快猝灭，一经产生就会和周围一切能发生反应的物质反应。实际污染物处理过程中，由于有大量干扰物存在，高级氧化作用产生的自由基会参与周围的干扰物质及猝灭剂反应，这种竞争性反应，降低了自由基与目标污染物接触的效率，从而降低了目标污染物的除去率，也增加了自由基消耗，往往需要更大量的自由基才能将目标污染物和干扰物质全部矿化。

如图1所示，环糊精(CDs)是一类由数个大分子吡喃葡萄糖单元链接而成的环状低聚糖，具有腔体结构，目前常见的环糊精分别由6-8个吡喃葡萄糖单元组成的α-CD、β-CD、γ-CD，环糊精的立体结构呈现出中空圆筒状的锥体形状，环糊精上的仲羟基和伯羟基的特殊位置以及环糊精内侧的氢键，使得环糊精具有亲水性和疏水性，环糊精分子内部氢键使得环糊精更加易溶于水。环糊精的特殊环状结构和空腔可以包络一定大小的疏水性化合物、离子以及无机物，形成易溶于水的主客体包合物。β-CD的空腔尺寸大小合适，能与大部分的疏水性化合物形成稳定包合物，目前β-CD已经大量生产，造价相对较低，具有潜在的大规模商用价值。常见的β-CD衍生物有羟丙基-β-环糊精(Hp-β-CD)、甲基-β-环糊精等。Hp-β-CD是β-CD羟烷基化衍生物，与β-环糊精相比，前者更溶于水，具有对客体分子的选择性更高、包合物的稳定性更好等优点。