[發明專利]一種基于FTO導電玻璃的直接光電降解堿性染料的方法

在審

• 申請號: 202010560056.8
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111646536A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 陳毅挺;黃露;李艷霞;邱楨麗
• 申請（專利權）人: 閩江學院
• 主分類號: C02F1/30
• 分類號: C02F1/30;C02F1/461;C02F1/467;C02F1/72;C02F101/30
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 修斯文;蔡學俊

本發明屬于染料廢水處理技術領域，具體涉及一種基于FTO導電玻璃的直接光電降解堿性染料的方法。以FTO導電玻璃為陽極，石墨電極為陰極，電解堿性染料模擬染料廢水，本發明通過確定堿性染料的最大吸收波長，以及堿性染料溶液標準曲線，實驗過程中分別控制模擬堿性染料廢水酸堿度、導電介質NaCl投加量、光催化劑納米TiO2添加量、堿性染料廢水初始濃度、所加電壓大小等因素，研究這些因素對堿性染料模擬染料廢水降解脫色的影響，確定各因素的最佳值。同時通過紫外及可見光譜、熒光光譜、紅外光譜等手段觀察其脫色效果和推測其降解機理。

技術領域

本發明屬于染料廢水處理技術領域，具體涉及一種基于FTO導電玻璃的直接光電降解堿性染料的方法。

背景技術

近十幾年來，染料生產和印染行業得到了快速發展，但染料廢水的年排放總量也越來越大，而且染料朝著抗氧化、抗生化、抗降解等方向發展，品種也是層出不窮。廢水中含有染料、助染劑、穩定劑等多種復雜化合物，有些甚至是致癌、致突變、致畸變的有害物質。染料廢水因其生物毒性大、COD高、色度深、結構穩定難以生化降解等特點，已成為一類難處理的工業廢水。傳統水處理采用的吸附、絮凝、氣浮、反滲透及生化等工藝僅僅是將污染物轉移或分離富集，極有可能帶來二次污染，因此傳統方法往往是“治標不治本”。隨著廢水處理技術的發展，單一的處理方式已經應對不了大量的生產廢水，將傳統的處理方法進行多種組合，可以取得較好的處理效果和經濟效益。

目前以TiO₂為催化劑的光催化技術雖然研究報道較多，但是能夠實際應用的光催化技術卻很少，這是因為光生電子和空穴極易復合，導致量子產率降低，降低了光催化效率。而電化學降解法，能夠提供羥基自由基，且電場能夠有效的分離光生電子和空穴。因此如果將兩者結合起來，會產生良好的協同效果，能夠快速、高效、無二次污染的降解包含堿性染料廢水在內的難降解有機廢水，是一種很有發展前景的廢水處理方法。

堿性染料，也稱作陽離子染料。堿性黑是一種含氮雜環的偶氮、次甲基類染料，溶于水和乙醇都呈黑色，用于蠶絲、麻、腈綸、皮革等織物的染色，烏黑度高，色牢度性能好。堿性大紅，別名鹽基大紅，陽離子紅GTL,可用于棉、腈綸、蠶絲、皮革、紙張、羽毛、麥稈、竹、木、藤條等染色和印花

本發明將光催化技術和電化學氧化技術相結合，利用兩者間的協同效應，開拓了堿性染料等陽離子類染料廢水的處理思路，為堿性染料廢水的處理提供了借鑒。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于FTO導電玻璃的直接光電降解堿性染料的方法。以FTO導電玻璃為陽極，石墨電極為陰極，降解堿性染料模擬染料廢水，考察了各個影響因素對堿性染料脫色率的影響，以此確定了最佳脫色工藝條件，并對堿性染料的光電降解機理進行初步研究。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于FTO導電玻璃的直接光電降解堿性染料的方法，其具體包括以下步驟：

(1)在塑料方形電解槽兩側分別用透明膠布固定石墨電極和FTO導電玻璃，以FTO導電玻璃作為陽極，石墨電極作為陰極，使用緩沖溶液配制模擬堿性染料廢水；

(2)在廢水中加入電解質NaCl，以及光催化劑納米TiO₂，將方形電解槽置入紫外固化器的暗室中的磁力加熱攪拌器上，將數字穩壓穩流電源的正負極分別連接FTO導電玻璃電極和石墨電極，開啟電源調好電壓，同時開啟紫外固化器電源，進行廢水光電降解實驗。

其中本發明通過分別控制模擬堿性染料廢水酸堿度、導電介質NaCl投加量、光催化劑納米TiO₂添加量、堿性染料廢水初始濃度、所加電壓大小等因素，研究這些因素對堿性染料模擬染料廢水降解脫色的影響，確定各因素的最佳值。同時通過紫外及可見光譜、熒光光譜、紅外光譜等手段觀察其脫色效果和推測其降解機理。