[发明专利]降解废水中亚甲基蓝染料的催化剂组合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于无机功能材料制备技术领域，涉及一种降解废水中亚甲基蓝染料的催化剂组合物，尤其涉及一种可降解亚甲基蓝染料废水的复合氧化物Na₂O·V₂O₅·MoO₃催化剂及制备方法和应用。

背景技术

目前有机染料废水已经成为主要的水体污染源之一。该废水具有水量大、浓度高、成分复杂、色度深和难降解等特点。大多数染料还具有毒性、致癌性、致畸和致突变的作用。亚甲基蓝是一种重要的有机化学合成阳离子染料，工业应用非常广泛。例如，可应用于麻、蚕丝织物、纸张的染色及竹、木的着色，应用于生物、细菌组织的染色以及应用于制造墨水和色淀等。亚甲基蓝在工业上的广泛应用也将导致含亚甲基蓝染料废水对水体的严重污染。目前有机染料废水的处理方法主要有生物法、混凝法、高级氧化技术、光催化法、吸附法及膜分离法等。生物法受pH值、温度、盐份和染料种类等因素的影响，使得生物法处理的效果不够理想。混凝法的运行费用较高，泥渣量大而且脱水困难，适用的pH值范围窄。一些氧化技术成本高，处理过程中容易引入杂质造成二次污染。光催化法需要光源照射体系，在实际应用中受天气影响大。吸附法易受水中的悬浮物和油脂等影响，而且吸附剂用量大和费用高。膜分离法分为电渗析法、反渗透法、纳滤法和超滤法等，其中电渗析法、反渗透法、纳滤法的优点是染料去除率高，能回收废水中的染料，工艺简单，但是所用膜的成本较高，操作压力较大，造成膜法的能耗偏高，影响了其工业化应用。传统的超滤法由于膜孔径较大，难以去除低分子量的有机污染物。因此，开发一种简单而且高效处理亚甲基蓝染料废水的催化剂具有重要的意义。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种降解废水中亚甲基蓝染料的催化剂组合物及其制备方法和应用，从而用来简单、高效的处理亚甲基蓝废水。

为了实现上述目的，本发明人通过大量试验研究并摸索后获得了如下技术方案：

一种降解废水中亚甲基蓝染料的催化剂组合物，其包括复合氧化物，所述复合氧化物的通式为Na₂O·V₂O₅·MoO₃。

一种降解废水中亚甲基蓝染料废水的复合氧化物的制备方法，该方法包括如下步骤：以钠盐、五氧化二钒、钼酸盐和双氧水为原料，在小于5℃的低温下混合并搅拌至溶解，加热至60℃至无气泡产生，然后蒸发干燥，将所得沉淀经煅烧后获得通式为Na₂O·V₂O₅·MoO₃的复合氧化物粉体。

优选地，如上所述降解废水中亚甲基蓝染料的复合氧化物的制备方法，其中所述的钠盐中的钠、五氧化二钒、钼酸盐中的钼的摩尔比为2：1：1；所述的双氧水的质量分数为10％。

优选地，如上所述降解废水中亚甲基蓝染料的复合氧化物的制备方法，其中所述的钠盐选自如下的一种或多种：氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、硫酸钠、硫酸氢钠、硝酸钠、磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钠、甲酸钠、醋酸钠、柠檬酸钠。

优选地，如上所述降解废水中亚甲基蓝染料的复合氧化物的制备方法，其中所述的钼酸盐为钼酸铵或/和钼酸钠。

优选地，如上所述降解废水中亚甲基蓝染料的复合氧化物的制备方法，其中所述的原料在冰水浴中搅拌溶解。

优选地，如上所述降解废水中亚甲基蓝染料的复合氧化物的制备方法，其中所述溶解后的原料在60℃水浴恒温加热下保温反应。

优选地，如上所述降解废水中亚甲基蓝染料的复合氧化物的制备方法，其中所述的干燥步骤是在沸水浴蒸发干燥。

优选地，如上所述降解废水中亚甲基蓝染料的复合氧化物的制备方法，其中所述的煅烧步骤是将干燥的沉淀放入马弗炉中在400℃～900℃温度下煅烧6-8小时。