[發明專利]一種用于蒽醌染料廢水處理的光催化氧化方法

無效

• 申請號: 200710011629.6
• 申請日: 2007-06-08
• 公開（公告）號: CN101318749A
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發明（設計）人: 梁鑫淼;彭艷蓉;劉仁華;徐青;薛興亞;章飛芳
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08;C02F1/74;C02F1/66;C02F1/30;B01J23/745;C02F101/34;C02F101/38;C02F103/36
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司
• 代理人: 馬馳;周秀梅

技術領域

本發明涉及蒽醌染料廢水的光催化氧化處理，具體地說是一種自然光催化氧化降解蒽醌染料廢水的新方法。

背景技術

染料生產和消耗行業產生的廢水已經造成了極大的環境污染。在我國，每年超過1.6×10⁹m³的染料廢水未得到正確處理便被排放到環境中Ma，J.；Song，W.；Chen，C.；Ma，W.；Zhao，J.；Tang，Y.Environ.Sci.Technol.2005，39，5810-5815。這些有色廢水的排放不僅造成視覺上的污染，而且抑制水生生物的生長Vautier，M.Guillard，C.；Herrmann，J.M.J.Catal.2001，201，46-59。因此將染料從水體中進行去除已經成為環境領域研究的熱點Weber，E.J.；Adams，R.L.Environ.Sci.Technol.1995，29，1163-1170。蒽醌染料是除偶氮染料之外的又一大類染料，由于其穩定的蒽醌結構，它們比偶氮染料更難降解。因此，至今蒽醌染料廢水的處理仍未得到很好地解決。

目前蒽醌染料廢水的處理方法很多，傳統的主要有物理法、化學法和生物法。其中生物法由于其成本低和環境友好，是最廣泛采用的一種處理方法，但是染料廢水中含有大量難于生物降解甚至是生物毒性的化合物，因此直接采用生物法處理效果不好(Mantzavinos，D.；Pasillakis，E.J.Chem.Technol.Biotechnol.2004，79，431-454)。在這種情況下，發展一種去除這些化合物的預處理方法以增加染料廢水的可生物降解性是非常有必要的(Mantzavinos，D.；Sahibzada，M.；Livingston，A.G.；Metcalfe?I.S.；Hellgardt，K.Catal.Today?1999，53，93-106)。半導體光催化氧化法是20世紀70年代發展起來的一種高級氧化技術，由于具有操作簡便、反應條件溫和、二次污染少、可利用太陽光等突出優點，因而被廣泛應用于染料廢水的處理。然而這些研究大多集中在偶氮染料的去除和降解，關于蒽醌染料光降解的工作仍十分有限。Brussino等人Prevot，A.B.Baiocchi，C.Brussino，M.C.Pramauro，E.Savarino，P.Augugliaro，V.?Marc?ì，G.Palmisano，L.Environ.Sci.Technol.2001，35，971-976研究了用TiO₂為催化劑，用340nm的光降解蒽醌染料Acid?Blue?80，光照20分鐘，脫色率達到100％，光照4小時后TOC去除率約為72％，硫的礦化率為95％。Zhao研究小組報道了蒽醌染料Alizarin?red在TiO₂和可見光420nm存在時的降解情況Liu，G.?Wu，T.Zhao，J.Hidaka，H.Serpone，N.Environ.Sci.Technol.1999，33，2081-2087，發現光照80分鐘脫色完全，2小時后硫的礦化率約為43％，8小時后COD去除率約為30％。Mansilla等人比較了TiO₂和ZnO對蒽醌染料Reactive?Blue?19的光催化降解效率Lizama，C.Freer，J.Baeza，J.Mansilla，H.D.Catal.Today2002，76，235-246，發現在pH＝11時，ZnO比TiO₂催化效率更高，ReactiveBlue?19達到完全脫色所需的時間分別為：ZnO約25min，TiO₂約60min；光照1小時TOC去除率分別為60％ZnO和46％TiO₂。但是ZnO僅適于在中性和堿性條件下使用，而TiO₂在較寬的pH范圍內均有效。總的來說，半導體光催化目前存在的主要問題是光生電子-空穴易復合，導致光催化效率低；使用粉末狀催化劑，造成回收困難；研究報道以人工光源或太陽能的紫外輻射為主，費用較高或太陽能的利用率低。因此，開發新型高效廉價的太陽光催化體系顯得尤其重要。

發明內容

為了克服上述半導體光氧化體系存在的主要問題，本發明的目的在于提供一種催化活性高，處理效果好，處理成本低，pH值適用范圍寬，操作簡單，以太陽光為光源的光催化氧化處理蒽醌染料廢水的方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：