含氯挥发性有机化合物催化氧化过程中二恶英生成可能性研究

The possibility of dioxins formation is the key scientific problem in the catalytic oxidation process of chlorinated volatile organic compounds. This project aims at dioxins formation possibility in the process of chlorinated volatile organic compounds catalytic oxidation. The main research contents contain: (a) detection of dioxins (PCDD/Fs) in the catalytic oxidation of chlorinated volatile organic compounds; (b) analysis of the intermediate species and byproducts under different reaction conditions; (c) elucidation of Cl species transfer and transformation, and polychlorinated organic compounds formation and inhibition mechanism. The implementation of this project will provide scientific understanding of dioxins formation in the catalytic oxidation of chlorinated volatile organic compounds and technical support for the catalytic combustion technology.

含氯挥发性有机物催化氧化反应过程中是否会生成二恶英一直是限制催化氧化技术应用的瓶颈与关键科学问题。项目针对含氯有机污染物催化燃烧过程中二恶英生成可能性开展研究，选取基础研究和工业应用涉及的催化氧化材料和含氯挥发性有机物，在不同反应条件下，研究分析催化氧化反应过程中间产物、副产物和中间物种种类及其分布，探究不同催化剂和反应条件下二恶英生成可能性，研究含氯有机物催化反应转化过程，揭示有机氯物种向多氯有机物转化过程中氯的集聚规律及其影响因素，探索抑制多氯有机化合物生成与反应的机制，在含氯挥发有机物催化氧化过程中是否会生成二恶英方面获得比较清晰的实验证据，为含氯挥发有机物催化氧化基础研究提供新认识，为控制技术应用提供技术支撑。

含氯挥发性有机化合物催化氧化过程毒副产物分布及其生成机理研究，对于揭示污染物降解过程以及二次污染物协同控制具有重要意义。本项目系统研究了工业广泛应用负载Pd催化剂上1,2-二氯苯催化过程中副产物分布及其影响因素。催化剂的酸碱性、反应温度对副产物种类及分布影响显著，一定条件下含氯挥发性有机物催化氧化产物中检测出持久性有机污染物的生成，但未检测到二恶英生成。通过副产物分布和表征研究结果，提出了多氯副产物的生成机理。进一步考察了不同氧气及水蒸气浓度对负载Pd催化剂上1,2-二氯苯的催化降解过程的影响，发现降低氧气浓度和反应气氛中添加水蒸气不仅能够提高催化反应活性还能够降低反应过程中含氯有机副产物的形成，主要是由于其可以抑制氯化反应过程中氯化剂-氯化的钯物种的形成。研究了贵金属负载催化剂1,2-二氯苯水解氧化反应过程，Pd/ZSM-5(25)催化剂表现出最佳的水解氧化活性。水解氧化可以实现含氯有机物高效降解且能够有效抑制多氯代有机副产物，包括持久性有机物污染物的生成。项目在含氯挥发性有机物转化过程方面得到系列有意义的规律认识，有望为工业中含氯有机污染物高效安全降解提供理论和技术支撑。