[發明專利]一種可見光下降解亞甲基藍溶液的方法

在審

• 申請號: 201711149715.3
• 申請日: 2017-11-18
• 公開（公告）號: CN107935100A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 江民紅;嚴亞飛;金琦;韓勝男;郝崇琰;王仲民
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: C02F1/30
• 分類號: C02F1/30;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司45112
• 代理人: 周雯

技術領域

本發明涉及水處理技術領域，具體涉及一種可見光下降解亞甲基藍溶液的方法。

背景技術

我國是生產染料的大國，染料產量位居世界第一，目前染料工業廢水排放量已達1.57億噸/年。根據1998年環境公報的數據，目前我國工業廢水治理率約為87.4%。而作為環境污染物的染料種類多、結構復雜，全世界使用的合成染料達3萬多種。亞甲基藍作為一種常見的染料，是一種芳香雜環化合物。該類染料在其生產、使用過程中產生大量廢水。染料廢水中殘存的染料組分即使濃度很低，排入水體也會造成水體透光率降低，導致水體生態系統的破壞。一些去除染料污染物常用的物理方法，如活性炭吸附、超濾、反滲透、化學絮凝、離子交換等等，都沒有對染料分子進行降解，它們只是一種對污染物的富集過程，因此還會產生二次污染，結果仍需要耗費大量資金進一步再生吸附劑和固體廢物進行后續處理。用傳統方法處理染料廢水效果不盡理想，有時處理過程中甚至形成苯、苯胺等“三致”物質。因此，必須探索一種能使染料化合物完全分解的新方法。此外，為了滿足深度染色的要求，傳統的生物處理方法也難以對高濃度的染料廢水進行脫色和降解。

如今，人與自然和諧相處被提上了提倡議程。在經濟飛速發展的同時許多國家都面臨著不同程度的環境問題，水污染是人們不得不重視的一個挑戰。工業廢水是水污染的一大污染源，亞甲基藍是一種廣泛使用的有機染料，它比較難降解，又有毒性，對環境的破壞比較大，所以降解亞甲基藍成為刻不容緩的問題。

目前，大部分情況下工業降解亞甲基藍均采用紫外光降解方法，成本較高，紫外光對人體皮膚等也有較大的傷害。采用本發明方法可以實現在可見光下降解亞甲基藍，成本大大降低，同時降解效率高，環保安全。鈮酸鹽是一種無機半導體材料，它的獨特的能帶結構展現出了一些很有價值的性能，在催化領域也具有較好的效果。本發明是通過低成本的固相法合成鈮酸鹽微納米線，具體制備方法參見[江民紅，嚴亞飛，郝崇琰，李林，饒光輝，成鋼，顧正飛，劉心宇，一種堿金屬鈮酸鹽微納米線材料及其制備方法，中國專利申請號：2016111811339]。

發明內容

本發明的目的是提供一種可見光下降解亞甲基藍溶液的方法。

通過將鈮酸鹽微納米線球磨制成粉末作為催化劑，實現有效提高工業上降解亞甲基藍廢水的效率，降解徹底，降低成本，環保安全，可以循環重復利用。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種可見光下降解亞甲基藍溶液的方法，采用鈮酸鹽微納米線粉末作為催化劑，可見光下催化降解亞甲基藍溶液的降解率為90~100%，所述催化劑粉末經過兩次循環利用，對亞甲基藍溶液的降解率為80~95%。

一種可見光下降解亞甲基藍溶液的方法，包括以下步驟：

步驟1）鈮酸鹽微納米線粉末的制備，將制備好的鈮酸鹽微納米線材料球磨2~24 h，制成粉末，再烘干，得到鈮酸鹽微納米線粉末；

步驟2）可見光下降解亞甲基藍溶液，以滿足在每100 ml、濃度為10 mg/L的亞甲基藍溶液中放入0.1 g鈮酸鹽微納米線粉末的關系，將鈮酸鹽微納米線粉末作為催化劑放入亞甲基藍溶液中，然后將溶液置于黑暗處攪拌0.5~1 h達到吸附脫附平衡，再將其放于300 W、過濾掉紫外光的氙燈下進行光催化0.5-3 h降解亞甲基藍溶液，其中，每隔0.5 h取一次樣品進行降解率測試；

步驟3）鈮酸鹽微納米線粉末催化劑的回收，將步驟2）第一次催化結束后溶液中的催化劑取出，用蒸餾水過濾、洗凈；

步驟4）二次循環利用降解亞甲基藍溶液，將步驟3）回收的鈮酸鹽微納米線粉末作為催化劑，按照所述步驟1）和2）進行相同操作。

經檢測，第一次催化降解率測試結果為，在可見光下對亞甲基藍溶液催化降解0.5~2 h，降解率為4.8~100%；二次循環利用降解率測試時，在可見光下對亞甲基藍溶液催化降解0.5~2 h，降解率為8.1~88%。

本發明相對于現有技術，具有以下優點：

1、經固相工藝合成鈮酸鹽微納米線，球磨制成粉末，可見光下催化降解，工藝簡單，使用方便，成本低；

2、在較短的時間內實現對亞甲基藍溶液的降解，降解率接近100%，可有效提高工業上降解亞甲基藍廢水的效率，降解徹底；

3、具有較高的穩定性，環保安全，可以循環重復利用等優點。

附圖說明：

圖1為實施例1材料催化效果對比圖；

圖2為實施例1中光催化后溶液的降解率圖；

圖3為實施例2中二次催化后的效果對比圖；