[發明專利]一種利用黃鐵礦強化鐵基非晶合金去除偶氮染料的方法

有效

• 申請號: 202211589374.2
• 申請日: 2022-12-09
• 公開（公告）號: CN115849544B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 曾德長;韋靖;鄭志剛;邱兆國;趙霖
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C02F1/70
• 分類號: C02F1/70;C22C45/02;B01J27/049;C02F101/30;C02F101/38
• 代理公司: 浙江維創盈嘉專利代理有限公司 33477
• 代理人: 于巖

本發明公開了一種利用黃鐵礦強化鐵基非晶合金去除偶氮染料的方法，包括以下步驟：步驟一，篩選黃鐵礦后得到不同粒徑的黃鐵礦，并將黃鐵礦進行清洗后真空烘干；步驟二，剪切鐵基非晶合金條帶，將鐵基非晶合金條帶剪切為片狀；步驟三，調節偶氮染料廢水的初始pH，初始pH范圍為4?10；步驟四，將帶材與黃鐵礦混合后投入不同pH的偶氮染料廢水中反應，黃鐵礦的粒徑范圍從10目到400目，鐵基非晶合金條帶與黃鐵礦的混合比例為1:4?4:1。本發明發現在黃鐵礦的協同作用下FeSiB非晶對偶氮染料去除速率遠高于零價鐵粉，鐵基非晶的表面在反應過程中相較于粉末不易鈍化能夠保持反應活性，帶材相較于粉末更易于回收利用還有效地拓寬了材料的適用pH范圍，簡單高效，經濟實惠。

技術領域

本發明涉及環境治理技術領域，特別涉及一種利用黃鐵礦強化鐵基非晶合金去除偶氮染料的方法。

背景技術

我國工業廢水主要由印染和紡織行業排放的染料廢水組成。大量的印染廢水中的染料具有毒性等特點，因此，必須對其進行處理之后才能排放。全世界范圍內每年約有100萬噸的染料產生，其中三分之二為極難處理的偶氮染料。偶氮染料具有色度高，難降解等特點，因而會對環境造成嚴重的危害。與此同時，它還會產生引起人體病變的芳香胺化合物，因此，對偶氮染料的污水處理是處理印染廢水的重中之重。目前印染廢水處理方法主要有物理法，化學法和生物法。物理法不能徹底降解污染物，容易造成廢物堆積和二次污染；生物法對環境要求高，且微生物穩定性差，只能處理中，低濃度的偶氮染料。

化學法目前常用的催化降解劑是零價鐵(Zero-valent?iron,ZVI),然而在存儲和降解過程中零價鐵粉的表面都極易發生鈍化現象，導致其對染料的降解效率低下。因此，急需找到一種價格低廉、反應活性高、循環利用性好的新型催化降解材料作為ZVI的替代品。非晶態合金(Metallic?glasses,MGs)由于其熱力學亞穩態結構，從而具有優異的催化活性，逐漸成為了催化降解領域的研究重點。研究表明，鐵基非晶合金在染料廢水處理中表現出超高的降解效率、較低的金屬浸出率和穩定的催化性能。鐵基非晶合金粉的降解偶氮染料的速度相較于零價鐵粉能提高1000倍(S.Xie,P.Huang,J.J.Kruzic,X.Zeng?andH.Qian,A?highly?efficient?degradation?mechanism?of?methyl?orange?using?Fe-based?metallic?glass?powders.Scientific?reports,2016,6,1-10)。因此，利用鐵基非晶合金去除偶氮染料廢水具有廣闊的應用前景，降解過程中的降解速率和pH的適用范圍仍然需要進一步提高和拓寬。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種利用黃鐵礦強化鐵基非晶合金去除偶氮染料的方法，以解決上述問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種利用黃鐵礦強化鐵基非晶合金去除偶氮染料的方法，包括以下步驟：

步驟一，篩選黃鐵礦后得到不同粒徑的黃鐵礦，并將黃鐵礦進行清洗后真空烘干；

步驟二，剪切鐵基非晶合金條帶，將鐵基非晶合金條帶剪切為片狀；

步驟三，調節偶氮染料廢水的初始pH，初始pH范圍為4-10；

步驟四，將帶材與黃鐵礦混合后投入不同pH的偶氮染料廢水中反應，黃鐵礦的粒徑范圍從10目到400目，鐵基非晶合金條帶與黃鐵礦的混合比例為1:4-4:1。

進一步的，步驟一中，篩選得到粒徑分別為10-20目，20-60目，60-100目，100-200目和200-400目的黃鐵礦，并通過pH＝1的稀鹽酸洗去表面氧化物，隨后用乙醇和丙酮溶液超聲清洗黃鐵礦表面顆粒物后真空烘干待用。

進一步的，步驟二中，鐵基非晶合金條帶為FeSiB非晶合金條帶，其分子式為：FexSiyBz，其中x、y、z分別表示合金中Fe、Si、B的原子百分比，74≤x≤84，6≤y≤16，6≤z≤16，且x+y+z＝100。