[发明专利]Bi/Cu复合氧化物的制备方法及其降解三苯甲烷类染料废水的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及染料废水的处理方法，具体涉及的是三苯甲烷类染料废水的处理方法。 本发明还涉及一种降解三苯甲烷类染料废水氧化物的制备方法。

背景技术：

我国是生产染料的大国，染料产量位居世界第一，目前染料工业废水排放量已达1.57 亿吨/年。根据1998年环境公报的数据，目前我国工业废水治理率约为87.4％。而作为 环境污染物的染料种类多、结构复杂，全世界使用的合成染料达3万多种。

三苯甲烷类染料作为一种常见的染料污染，是一种多苯环化合物，其结构的主要特 征是在中心碳原子周围连接有三个苯环，其中一个苯环与碳原子以双键相连。该类染料 是继偶氮染料、蒽醌染料之后使用量第三大的染料，在其生产、使用过程中产生大量废 水。其中某些染料及中间降解产物被报道具有“三致”作用。染料废水中残存的染料组分 即使浓度很低，排入水体也会造成水体透光率降低，导致水体生态系统的破坏。由于该 种染料的COD高，可生化性差且色度高、成分复杂、脱色难度大给处理这种三苯甲烷类 染料废水带来了很大困难。一些去除染料污染物常用的物理方法如活性炭吸附、超滤、 反渗透、化学絮凝、离子交换等等都没有对染料分子进行降解，它们只是一种对污染物 的富集过程，因此还会产生二次污染。结果还需要耗费大量资金进一步再生吸附剂和固 体废物进行后续处理。此外，为了满足深度染色的要求，传统的生物处理方法也难以对 高浓度的染料废水进行脱色和降解。

如今高级氧化技术已发展成为去除有机染料废水的有效手段，诸如湿式氧化、湿式 催化氧化、超临界水氧化、光催化氧化、微波辅助光催化和微波诱导催化等都得到了长 足的发展(邵兵，高级氧化技术在污水处理中的应用进展[J]，经济技术协作信息，2008年 26期)。这些方法都具有各自的特点和不足，湿式氧化、湿式催化氧化、超临界水氧化 技术都需要在高温、高压下进行，对反应设备要求较高，须耐高温、高压，并耐腐蚀。 光催化氧化和微波辅助光催化技术需要提供紫外光以及光利用率低和光量子效率低的 问题。微波诱导催化受到场地器材的制约目前应用到实际中存在较大困难。另外，上述 的这些方法对能源的需求都相对较高，从节能的角度来看并不是一种理想的降解方式。 因此，研究和开发对能源需求低、反应条件温和的高级氧化技术来降解染料废水中有机 染料污染物具有十分重要的现实意义。CN101560027A中公开了铋酸钠与硝酸银的混合 物只在搅拌的情况下就能降解三苯甲烷类染料，不需要外加能源。

发明内容：

1、发明要解决的技术问题

针对现有的处理三苯甲烷类染料废水的工艺，所采用的氧化剂为硝酸银和铋酸钠， 对能源的需求都相对较高，本发明提供了一种降解三苯甲烷类染料废水的方法，氧化剂 为硝酸铜和铋酸钠，大大节约了成本，同时也无需外加能源且无二次污染能在短时间内 达到脱色、降解、除去染料污染物的目标。

本发明同时提供应用于该方法中的基于Bi/Cu复合氧化物的氧化剂的简单制备方 法。该制备方法操作简单，易大量生产，适于工业化应用。

2、技术方案

一种Bi/Cu复合氧化物的制备方法，其步骤为：

(A)在水中加入硝酸铜和铋酸钠，投加质量比为1∶0.25～2，在水悬浮液中搅拌；

(B)过滤后烘干即得Bi/Cu复合氧化物固体。

本发明制备了一种Bi/Cu复合氧化物的氧化剂也只在搅拌的情况下就能降解染料。 该氧化物以硝酸铜和铋酸钠为原料，在室温下搅拌混合后过滤制得。研究发现并不是所 有的硝酸盐化合物和铋酸钠反应都具有上述效果，如硝酸铁，硝酸镍，硝酸锌等在和铋 酸钠混合之后降解三苯甲烷类染料的效果甚微。0.75g/L的硝酸铁、硝酸镍、硝酸锌与铋 酸钠混合之后与50mg/L的罗丹明B溶液搅拌反应，3h后其浓度下降分别为3.3％、4.1％与 2.7％。以上三种硝酸盐与铋酸钠混合之后对罗丹明B的浓度影响实则是吸附造成，并无 实际降解效果。

硝酸铜和铋酸钠反应而成的Bi/Cu复合氧化物在现有技术中未出现过。

本发明提出了一种降解三苯甲烷类染料废水的方法，其特征是多相氧化的方法，以 合成的试剂为氧化剂，在常温搅拌下降解染料废水。

本发明三苯甲烷类废水处理方法其特点也在于氧化剂的用量为0.5～4g/L，染料废水 初始质量浓度为10～50mg/L，充分搅拌，在常温下反应0.5～2小时。