[發(fā)明專利]一種室溫冷熱交替下處理染料污水的熱釋電催化劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010198729.X
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN111408364B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡長征;孫朝中;季瑞;郭曉瑩;方亮
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林理工大學(xué)
• 主分類號: B01J23/20
• 分類號: B01J23/20;B01J37/00;C02F1/72;C02F1/461;C02F101/38
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11562
• 代理人: 張換君

本發(fā)明公開了一種室溫冷熱交替下處理染料污水的熱釋電催化劑及其制備方法和應(yīng)用。將高純碳酸鋇、碳酸鈉、五氧化二鈮和五氧化二鉭，根據(jù)名義化學(xué)式Ba₄Na₂Nb₄Ta₆O₃₀(BNNT)按化學(xué)計(jì)量比配料，經(jīng)一次球磨、干燥、壓柱、預(yù)燒、二次球磨等工序，利用高溫固相反應(yīng)，最終產(chǎn)物經(jīng)高能球磨制得BNNT亞微米粉體。在經(jīng)過25～50℃冷熱交替循環(huán)30次后，染料羅丹明B的降解率在99％以上。該方法制作成本低，制備簡單，適合規(guī)模化工業(yè)化生產(chǎn)，對染料羅丹明B具有極佳的降解效果，對于治理染料污水降解方面具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，涉及一種采用熱釋電催化劑降解染料污水的方法，具體的說，涉及一種鎢青銅結(jié)構(gòu)Ba₄Na₂Nb₄Ta₆O₃₀熱釋電催化劑降解羅丹明B染料污水的方法。

背景技術(shù)

染料作為一種重要的化工原料，與人類的衣食住行密切相關(guān)。但是在染料的生產(chǎn)及使用過程會產(chǎn)生大量染料污水，該污水具有水量大、成分復(fù)雜、色度深、難降解等特點(diǎn)。并且大多染料具有毒性、致癌性，嚴(yán)重影響自然環(huán)境。染料污水的有效處理一直是行業(yè)發(fā)展的難題。然而采用傳統(tǒng)生化處理染料污水運(yùn)行費(fèi)用高、副產(chǎn)物多容易造成水體二次污染。光催化處理降解雖然是一種清潔、綠色處理污水方法，但是光催化效率低，在黑暗環(huán)境響應(yīng)力不足制約其實(shí)際應(yīng)用。因此尋找一種綠色、催化效率高的降解染料污水方法具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的熱釋電催化劑的名義化學(xué)式為Ba₄Na₂Nb₄Ta₆O₃₀。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種降解效率高，生產(chǎn)成本低，處理簡單，利用室溫冷熱交替降解染料污水的方法。其原理就是通過環(huán)境溫度改變使得催化劑內(nèi)部發(fā)生極化，宏觀上在材料表面出現(xiàn)極化電荷，這些電荷與染料污水中的氧氣、氫氧根離子結(jié)合生成具有強(qiáng)氧化性的活性粒子，從而氧化降解有機(jī)染料，其原理如附圖1。

基于此研究，本發(fā)明應(yīng)用的具體過程：與50mL羅丹明B溶液(濃度5～15mg/L)，添加50mg BNNT亞微米粉，在25～50℃冷熱循環(huán)條件下降解，循環(huán)6～30次，離心分離，測定降解前后染料羅丹明B的紫外吸收度，計(jì)算染料的降解率。

本發(fā)明具有如下幾個優(yōu)點(diǎn)：(1)本發(fā)明采用傳統(tǒng)的固相法制備并使用高能球磨機(jī)制得BNNT亞微米粉，使得處理成本低，便于工業(yè)化生產(chǎn)，應(yīng)用前景大。(2)降解條件簡單，只需室溫溫度冷熱循環(huán)。(3)采用該方法處理染料廢水去色效果好，降解染料羅丹明B效率高達(dá)99％以上。(4)對環(huán)境友好型，不會對水體造成二次污染。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例制得的Ba₄Na₂Nb₄Ta₆O₃₀熱釋電催化劑的催化原理示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例制得的Ba₄Na₂Nb₄Ta₆O₃₀熱釋電催化劑的X射線圖譜。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例制得的Ba₄Na₂Nb₄Ta₆O₃₀熱釋電催化劑的表面顯微形貌照片。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例制得的Ba₄Na₂Nb₄Ta₆O₃₀熱釋電催化劑顆粒的尺寸分布圖。