[發明專利]一種用于染料廢水處理的酞菁催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202110734436.3
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113318790B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 陳世良;范秋瑾
• 申請（專利權）人: 浙江龐氏塑業有限公司
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;C02F1/72;C02F101/30;C02F101/38
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱亞冠

本發明公開了一種用于染料廢水處理的酞菁催化劑及其制備方法。該制備方法利用微生物將銀離子還原附著到酞菁?納米纖維素二元催化劑上。微生物是中間葡萄糖醋桿菌、木醋桿菌或漢森醋桿菌；酞菁為氨基磺酸基金屬酞菁；銀離子由硝酸銀、醋酸銀或乳酸銀提供；制備方法是：1.配制含有酞菁的葡萄糖培養液，2.將微生物置于培養液中培養，3.配制含有銀離子、葡萄糖的混合溶液，4.將步驟2所得產物置于步驟3所得混合溶液中，并加入微生物，5.將步驟4所得產物清洗后得到催化劑。采用本發明的技術方案實現銀離子在酞菁表面還原，過程中無需添加化學還原劑、保護劑和有機溶劑，具有方法簡單、反應條件溫和、工藝綠色、成本低廉等優點。

技術領域

本發明屬于有機廢水處理技術領域；具體涉及一種用于染料廢水處理的酞菁催化劑及其制備方法。

背景技術

印染行業是工業廢水排放大戶，印染廢水具有水量大、有機污染物含量高、色度深、堿性大、水質變化大等特點，屬難處理的工業廢水。近年來由于化學纖維織物的發展，仿真絲的興起和印染后整理技術的進步，使漿料、人造絲堿解物、新型助劑等難生化降解有機物大量進入印染廢水，傳統的化學沉淀和氣浮法對這類印染廢水脫色效果率也非常有限。因此開發經濟有效實用的印染廢水處理技術已成為當今環保行業關注的重點。

金屬酞菁類化合物能夠用作有機廢水處理的催化劑，其是一類性能優異的功能性小分子，具有如下特異性能：(1)π電子在整個酞菁環上共軛而使得諸多氧化、還原催化反應可在其特殊的分子結構上進行，(2)金屬酞菁環同時具有電子給體和電子受體的特性，(3)化學性質穩定，基于以上特性，金屬酞菁類化合物可作為催化劑被應用于諸多領域。金屬酞菁的催化反應活性與其電子轉移效率高度相關，若能在催化體系中引入電導性材料，提高金屬酞菁的電子傳輸效率，則可有效提升其催化反應活性。

金屬銀薄膜導電性能優異，且具有很高的比表面積和表面活性，是一種廣受關注的催化劑或催化輔助劑，將金屬銀覆蓋于金屬酞菁表面，可獲得一種新型的導電型酞菁復合材料。化學法是一種最常見的制備金屬銀薄膜的方法，包括液相化學還原法、光化學還原法、電化學還原法、溶膠-凝膠法和水熱法等。光化學還原法、電化學還原法、溶膠-凝膠法和水熱法需要光、電等特殊條件或特定設備，具有操作不便、費用較高等缺點。液相化學還原法還原銀離子的基本原理是在溶液中通過硼氫化鈉、有機胺、抗壞血酸和甲醛等化學還原劑將銀離子還原為金屬銀粒子，在化學還原的過程中還需加入聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、十二烷基磺酸鈉(SDS)、十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)、聚乙烯醇(PVA)和十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)等保護劑。由于化學法在反應過程中需用到特殊的化學還原劑、有機保護劑乃至有機溶劑，經處理后將不可避免地產生有害物質，給環境造成負擔。

發明內容

本發明的目的在于針對現有染料廢水處理所用的催化劑存在的缺陷，提供一種可用于高效處理染料廢水的酞菁催化劑及其制備方法；通過在金屬酞菁表面覆蓋金屬銀粒子可改善其導電性能，從而提升其催化反應活性。該催化劑對于有機染料具有優異的催化氧化降解活性，相比于酞菁分子本身，其催化效率顯著提高，且可重復循環使用。同時，本發明提供的制備方法具有簡單、綠色、環境友好、反應條件溫和的特點，利用微生物實現銀離子在酞菁表面的還原，制備獲得金屬銀覆蓋導電型酞菁復合材料，克服了現有技術存在的化學法還原銀離子常需用到特殊的化學還原劑和有機保護劑，且經處理后將不可避免地產生有害物質，從而給環境造成負擔等不足，

本發明提供的一種用于染料廢水處理的酞菁催化劑，通過酞菁-纖維素復合材料的表面上附著銀膜得到。

作為優選，所述的銀膜通過將酞菁-纖維素復合材料置于含有銀離子和醋桿菌的溶液處理得到。

作為優選，所述的酞菁-纖維素復合材料通過將酞菁置于含有醋桿菌的溶液處理得到。

作為優選，所述的醋桿菌為中間葡萄糖醋桿菌Gluconacetobacter intermedius、木醋桿菌Acetobacter xylinum和漢森醋桿菌Acetobacter Hansenii中的一種或多種。