2016年11月
张洁等.EDTA-金属配合物催化氧化降解羟丙基瓜尔胶
EDTA-金属配合物催化氧化降解羟丙基瓜尔胶
张洁，杨朋威'，陈刚"，王海洋'，段琴琴'，张付共，张建甲2
（1.西安石油大学化学化工学院，西安710065；2.北京华盛坤泰环保科技有限公司，北京100142）摘要选取Fe2*，Fe*,Co*,Ni*,Cu,Zn*6种金属盐与乙二胺四乙酸（EDTA(L)）反应制备相应的配合物，评价了其配合物在高pH条件下催化H,O，氧化降解羟丙基瓜尔胶的效果。结果表明，该系列配合物均具有一定的催化效果，其中Fe（Ⅱ)L效果最好，在pH<13.0范图内均具有较好的催化效果。在温度为45℃，体系pH为9,H,0，加量为羟丙基瓜尔胶质量的10.0%，Fe2*和 EDTA物质的量比为1:1催化剂Fe(ⅡI)L加量为H,0,加量的2.0%，降解40min后，该体系可将羟丙基瓜尔胶的相对黏度降至1.5，黏均相对分子质量从2×10°降至3199,COD值从22.5g/L降
至7.6g/L；H,0，加量为25%时，4h可将COD值降至104mg/L。关键词金属配合物催化氧化乙二胺四乙酸
羟丙基瓜尔胶
金属盐
石油工业生产中废液排放量逐年增加，随之产生的环境污染问题也驱待解决)。若废液未经处理或处理不当，则对地层和生态环境造成严重的破坏[2]。废液中聚合物是油田废水中常见污染物，其中主要有聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素（钠）、羟丙基瓜尔胶等，有的聚合物甚至可能具有毒性[3]。一般情况下，油田废水中COD值远高于其他污染物，且由于其所含油和其他有害污染物的影响，BOD/COD值相对较低，具有难降解、难生化处理等特点4。
现在油田现场主要处理污水方法为Fenton 氧化法[3]。优点是氧化活性较高，对聚合物的氧化降解较彻底；氧化降解产物为无毒、易生物降解的小分子物质，不会产生二次污染；处理过程所需药品廉价易得，成本较低[6)。缺点是Fenton氧化过程在pH为2.0~3.0条件下才发挥其效能，对反应条件要求较苛刻，而油田污水一般偏碱性，因此，处理油田污水首先调节污水pH至2.0~3.0，处理后再将污水pH调至6.0~9.0.以满足 CB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的相关规定，因此，需消耗大量酸和碱(7]。为了拓宽Fenton法的适用范围，张洁等"通过对金属配合物的类Fenton体系研究，发现金属配合物作催化剂可将Fenton体系的应用范围拓宽至pH 5.0~9.0。在此研究基础上，制备了6种金属配合物催化剂，催化H,O，氧化降解羟丙基瓜尔胶，对配合物拓宽Fenton体系的应用范围做进一步
探究。万方数据
1实验
1.1原料及仪器
1
乙二胺四乙酸（EDTA（L)），NaOH,FeCl, 4H,O,FeCl,·6H,O,CuCl,·2H,O,CoCl,. 6H,O,NiCl，·6H,O,ZnCl，H,O,（质量分数为 30%),K,Cr,0,,（NH,),Fe(S0,):6H,0, HgSO4,均为分析纯；亚铁灵指示剂；硫酸-硫酸银溶液；羟丙基瓜尔胶，相对分子质量为2×10°。
0.8-0.9乌氏黏度计，上海精密科学仪器有限公司；紫外光谱仪，岛津UV2700，日本岛津公
司。 1.2
催化剂制备及胶液配制
分别配制100mL0.20mol/LFeCl，FeCl,， CuCl,CoCl,，NiCl，和ZnCl，溶液，配制500mL 0.20mol/LEDTA溶液，分别将金属盐溶液和 EDTA溶液按照体积比1：1混合，得到6种金属配合物溶液，分别命名为Fe（ⅡI）L,Fe（Ⅲ）L， CuL,CoL,NiL,ZnL。配制质量分数为0.6%羟丙基瓜尔胶水溶液，密封后室温下放置4h，使其充分溶胀。
1.3实验方法
向烧杯中加人10mL羟丙基瓜尔胶溶液，先加入10%H0z（以羟丙基瓜尔胶质量计），再加人10%金属配合物溶液（以H,0，物质的量计），
收稿日期：2016~08-10。
作者简介：张洁，教投，博士，研究方向为油田化学品加工与应用工艺研究工作。
基金项目：国家自然科学基金项目（50874092）"环保型聚糖-木质索钻并减体系的应用基础研究"和陕西省大学生创新创业训炼计划项目“高pH下油气油田聚合物的清洁降解”，