探索煤沥青化学改性减少致癌多环芳烃含量的研究

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1、大连理工大学硕士学位论文煤沥青化学改性减少致癌多环芳烃含量的研究姓名：黄杨柳申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：张秋民20090626大连理工大学硕士学位论文摘要煤焦油沥青(简称煤沥青)是指高温煤焦油经蒸馏提取馏分后的残留物，约占煤焦油的50％"--60％。煤沥青曾经广泛应用于筑路、建筑等领域。煤沥青主要包含芳烃组份。出于对多环芳烃致癌性的担心和环保要求的提高，煤沥青除了作为炼铝和炼钢电极材料无法替代外，在其他～些领域的应用逐步受到了限制。因此，为了合理地利用目前仍在大量生产的煤沥青，需要对其进行预处理，降低其中致癌多环芳烃的含量．以减少对环境的污染。这对世界，特别是对煤沥青产量

2、仍不断增加的中国，是一项必要而又紧迫的任务。本文研究了用聚合物及交联单体与煤沥青反应减少其中的致癌多环芳烃的效果。考查不同聚合物及交联单体在不同的反应条件下对于脱除国际上公认的强致癌物质苯并[a】芘(BaP)及其它13种致癌多环芳烃(PAHs)的作用，反应条件着重研究了温度、时间的变化和改变聚合物的添加量对BaP和其它13种PAil的脱除率的影响。选择的聚合物有聚7_,--醇(PEG)、双酚A型不饱和聚脂树脂(UPR)，交联单体有对苯二甲醇(PXG)、二乙烯基苯(DVB)、三聚甲醛。根据生产煤沥青的工艺流程以及聚合物和交联单体的性质，确定聚合反应的温度在90,--170℃范围内，添加量

3、占反应物质量的5％～30％，反应时间为O．5~6h。采用紫外分光光度计法测定PEG和UPR改性煤沥青中代表性强致癌物一BaP的含量；采用气相色谱法对PXG、DVB和三聚甲醛改性煤沥青中的致癌性PAils进行全分析。结果显示：采用的改性剂对煤沥青中BaP的脱除效果都比较明显，其中PEG改性煤沥青脱除BaP的效果在PEG添加量为10％，反应温度为170℃时达到最佳，BaP脱除率最佳值为33．99％；UPR改性煤沥青脱除BaP的效果在UPR添加量为30％。反应温度为160℃时达到最佳，BaP脱除率最佳值为50．48％；DVB改性煤沥青脱除BaP的效果在DVB添加量为12％，反应温度为130℃

4、，反应时间为3h时达到最佳，BaP脱除率最佳值为35．6％：PXG改性煤沥青脱除BaP的效果在PXG添加量为25％，反应温度为120℃，反应时间为2h时达到最佳，BaP脱除率最佳值为43．35％；三骤甲醛改性煤沥青脱除BaP的效果在三聚甲醛添加量为25％，反应温度为110℃时达到最佳，BaP脱除率最佳值为88．92％。此外PXG、DVB和三聚甲醛对煤沥青中对其它致癌性PAHs如苯并[a】葸、屈、苯并哮h．i】花等都有不同程度的脱除效果。本文采用PEG牙口三聚_甲醛与BaP纯品组成模型混合物模拟脱毒实验，初步探索了脱毒反应机理。脱毒反应机理可能包括咿—烷基化反应和C一烷基化反应。关键词：

5、煤焦油沥青；交联剂；多环芳烃煤沥青化学改性减少致癌多环芳烃含量的研究ReductionofPolycyclicAromaticHydrocarbonsinCoalTarPitchbyChemicalConversionAbstractCoaltarpitchistheremnantofdistillationprocessforhiglltemperaturecoaltar，approximatelybeing50％---60％ofcoaltar．Coaltarpitchmainlycomprisespolycyclicaromatichydrocarbons(PAHs)．Coalta

6、rpitchisakindofgreatlyvaluablerawmaterialconfirmedinsomefieldssuchasroadconstruction，buildingsealant．Butconsideringthecarcinogenicactivityofsomepitchcomponentsandcorrespondingenvironmentalregulation1imitation，CoaltarpitchiSlimitedinthesefields，exceptnosubstitutesforcoaltarpitchaselectrodeforalum

7、inumsmeltinguptothepresent．Therefore，forreasonablyusingcoaltarpitchanddecreasingPAHspollutingforenvironment．itisnecessarythatpretreatingcoaltarpitchandreducingthecontentofcarcinogenicP削Hs．T11isisnecessitousmissionforworld，es