[發(fā)明專利]納米復(fù)合光催化劑聯(lián)用類-芬頓處理染料廢水的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210218653.8
• 申請(qǐng)日: 2012-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN102701315A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫嵐;蘇鈺豐;吳奇;林昌健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/30
• 分類號(hào): C02F1/30;C02F1/32;C02F1/72;C02F103/30
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種染料廢水的處理方法，尤其是涉及一種納米復(fù)合光催化劑聯(lián)用類-芬頓處理染料廢水的方法。

背景技術(shù)

在高級(jí)氧化技術(shù)中，如O₃、O₃/H₂O₂、芬頓(Fenton)、UV、UV/O₃、UV/H₂O₂、O₃/UV/H₂O₂，F(xiàn)enton法具有反應(yīng)速度快、簡(jiǎn)單和易操作等優(yōu)點(diǎn)，由于Fenton試劑具有極強(qiáng)的氧化能力，特別適用于生物難降解或一般化學(xué)氧化難以見效的有機(jī)污染物的降解和礦化。通常Fenton法為均相催化氧化法，以H₂O₂為氧化劑、Fe²⁺或Fe³⁺為催化劑，在水中Fe²⁺或Fe³⁺與H₂O₂作用產(chǎn)生強(qiáng)氧化的羥基自由基，在常溫下即可引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，將染料廢水中難降解的有機(jī)物最終氧化為CO₂、H₂O和其它小分子無機(jī)物。然而，F(xiàn)enton試劑中的亞鐵離子溶解在水中易水解變成氫氧化亞鐵，從而失去催化作用，降低了過氧化氫向羥基自由基的轉(zhuǎn)化率，造成氧化能力降低，過氧化氫利用率低。因此，處理一定濃度的染料廢水需要大量的試劑用量，造成染料廢水處理成本的增加（1.I.K.Konstantinou,T.A.Albanis,TiO₂-assisted?photocatalytic?degradation?of?azo?dyes?in?aqueous?solution:kinetic?and?mechanistic?investigations?A?review.Appl.Catal.,B:Environ.49(2004)1-14）。

光催化是一種非均相氧化技術(shù)，它是半導(dǎo)體存在下的氧化過程。TiO₂是一種研究和應(yīng)用最多的光催化劑，特別是利用陽(yáng)極氧化法在Ti金屬基底表面制備的TiO₂納米管陣列具有特殊的結(jié)構(gòu)和特性，在光催化降解污染物方面已經(jīng)顯示出一些優(yōu)于粉末TiO₂光催化劑的性能（2.J.M.Macak,M.Zlamal,J.Krysa,P.Schmuki,Self-organized?TiO₂?nanotube?layers?as?highly?efficient?photocatalysts.Small,2007,3,300；3.H.F.Zhuang,C.J.Lin,Y.K.Lai,L.Sun,J.Li.Some?critical?structure?factors?of?titanium?oxide?nanotube?array?in?its?photocatalytic?activity.Environ.Sci.&?Technol.,2007,41:4735-4740）。然而，TiO₂納米管陣列的光生電子和空穴的復(fù)合率仍然較高，光催化活性低，限制了其在光催化領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。對(duì)TiO₂納米管陣列進(jìn)行修飾、改性成為研究的焦點(diǎn)問題之一。Fe是一種廉價(jià)、易得的材料，已有的研究表明，在TiO₂納米管陣列中摻雜少量的Fe³⁺或者用Fe₂O₃納米顆粒對(duì)其進(jìn)行敏化可延長(zhǎng)光生電子-空穴對(duì)的壽命，提高TiO₂的量子效率（4.L.Sun,J.Li,C.L.Wang,S.F.Li,C.J.Lin.An?electrochemical?strategy?of?doping?Fe³⁺into?TiO₂?nanotube?array?films?for?enhancement?in?UV?photocatalytic?activity.Sol.Energy?Mater.&?Sol.Cells,2009,93:1875-1880;5.A.I.Kontos,V.Likodimos,T.Stergiopoulos,D.S.Tsoukleris,P.Falaras,I.Rabias,G.Papavassiliou,D.Kim,J.Kunze,P.Schmuki,Self-organized?anodic?TiO₂?nanotube?arrays?functionalized?by?iron?oxide?nanoparticles,Chem.Mater.21(2009)662-672）。但是，這些方法對(duì)TiO₂納米管陣列光催化活性提高的作用仍然十分有限。