[发明专利]含Keplerate型多金属氧酸盐对罗丹明B的异相光催化降解

说明书

技术领域

本发明属于催化领域，具体涉及一种有机-无机复合多金属氧酸盐化合物以及其对含氮染料的异相光催化降解。

背景技术

染料，作为一种广泛应用于工业的化学制品，每年全球的产量都超过一百万吨。而这其中有半数以上都是含氮的染料，这些染料不但含有潜在的致癌危险，而且其降解产物更是严重污染环境。正是由于染料的非生物降解性，毒性和不易退色等特性，所以寻找分解这些化学制品的方法变得尤为重要。与传统的含氮染料脱色方法如活性碳吸附或生物降解不同，现在通常是通过破坏氮健来进行的，常用的有电解，化学降解甚至厌氧条件下的自然降解。而在上述的化学方法中，光催化是一种广泛用于包括染料的环境污染物降解的方法，具有比自然降解速度快，比电解法耗能低的优点。在催化领域广泛应用的多金属氧盐(多酸)在光催化领域也有作为，但多以均相催化的形式进行，这为催化剂的回收分离和循环带来了很大的难度。

发明内容

本发明的目的解决水溶性含氮染料均相催化降解中催化剂难回收分离和循环，而提供一种将含有多金属氧酸盐的化合物用于对罗丹明B的异相光催化降解，催化效率高和易回收和循环的特点。

本发明用一种Keplerate型多金属氧酸盐的四丁基铵盐(NH₄)₁₈[(C₁₆H₃₆N)₄N]₂₄[Mo₁₃₂O₃₇₂(H₂O)₇₂(CH₃COO)₃₀]·ca.7NH₄CH ₃COO·ca.173H₂O，作为异相催化剂，对罗丹明B进行光催化降解。

本发明的光催化降解方案，包含以下几个方面：

将含氮有机染料配制成2～6mg/L的水溶液，调整溶液初始pH值3～5，加入上述催化剂，催化剂用量为每50ml上述罗丹明B溶液加入1-3mg，之后放于365纳米紫外光下照射并快速搅拌直至催化结束。待催化过程结束后，过滤溶液回收催化剂，再重复上述步骤。

所述含氮染料为罗丹明B。

与现有的多酸光催化相比，本发明的催化剂不仅原料易得常温下非常稳定，而且催化效率高，易回收循环。

附图说明

图1、实施例1的催化降解紫外图；

其中1-8曲线分别为0、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5小时时的实测紫外曲线。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

具体实施方式

以下实施例中所售药品均为市售商品。

参照文献(专利申请号：200810224493.1)方法合成用四丁基铵盐与Keplerate型多金属氧酸盐组成的有机-无机复合多酸衍生物，并研磨至粉末。按上述溶度配制含氮有机染料的水溶液，调整其pH值，加入催化剂，在紫外光的照射下进行快速搅拌。

实施例1

将含氮有机染料罗丹明B配制成待降解水溶液，浓度2mg/L，调整水溶液初始pH＝3，加入Keplerate型多金属氧酸盐的四丁基铵盐催化剂，使其浓度2mg/50ml，将溶液放于紫外光下照射并快速搅拌，进行催化降解，其催化降解紫外图见图1。

在溶液初始pH3-5内，随着pH的降低，罗丹明B的降解速率和降解比率升高。在pH为3.5和4.0时候降解率达到最高，pH为3.5时六小时内罗丹明B甚至降解到0，在其它的pH值下，降解率总是不能达到100％。选择pH为3.5和4.0，调整催化剂用量进行催化，结果表明，催化剂的用量从每50ml同浓度溶液1mg增到3mg时，相同时间内催化降解速率和降解率都随着有明显的升高，而在相同pH和催化剂用量下，随着罗丹明B浓度的增加，催化降解的速率随之降低，但在充足的反应时间里(至23小时)，4mg/L和6mg/L的溶液降解率依然可达近80％。