[发明专利]一种含铁活性物的制备方法及其在亚甲基蓝降解催化领域的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂，尤其涉及一种含铁活性物的制备方法及其在亚甲基蓝降解催化领域的应用，属于染料降解领域。

背景技术

随着染料的大量生产和应用，染料废水成为人们越来越关注的水体污染物，其排放量越来越大，给环境造成了严重的污染。我国是世界上染料生产和消费的第一大国，染料广泛应用，具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点，属于较难处理的工业废水。

亚甲基蓝是染料废水中典型的有机污染物之一，亚甲基蓝，俗称氯化3，7-双(二甲胺基)吩噻嗪-5-鎓，分子式为C₁₆H₁₈ClN₃S，分子量为319.85。它是金红色闪金光或闪古铜色光的粉状物，溶于水，稍溶于酒精则呈蓝色；遇浓硫酸呈黄光绿色；稀释后呈蓝色；水溶液中加入氢氧化钠溶液后呈紫色或出现暗紫色沉淀。可用于麻、蚕丝织物、纸张的染色和竹、木的着色，还可用于制造墨水和色淀及生物、细菌组织的染色等方面。

目前用于含亚甲基蓝废水处理的方法有吸附法、气浮法、生物法和光催化法等。这些方法存在的缺点在于：去除效果不彻底、对环境要求较高、合成工艺较复杂等，因此亟需一种经济有效的染料污染修复技术处理日益严重的水污染现状。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种含铁活性物的制备方法及其在亚甲基蓝降解催化领域的应用。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种含铁活性物的制备方法，步骤如下：

(1)向反应器中加入500mL蒸馏水，在70～90℃水浴中预热,直至蒸馏水温度高于70℃；

(2)称取2.0～4.0g硫酸铁固体，倒入步骤(1)中已预热的500mL蒸馏水中，插入机械搅拌桨，维持温度恒定搅拌1～2h，停止搅拌；

(3)将步骤(2)的液体冷却至室温，并静置沉淀，倾倒上清液，剩余固体用蒸馏水洗涤3次，每次500mL；

(4)将步骤(3)所得的沉淀8000r/min离心10min，去除上清液后，冷冻干燥，即得产品；其中，冷冻温度-10℃～-15℃，干燥压力1Pa～10Pa。

本发明的第二个目的在于提供一种用于降解污水中亚甲基蓝的催化剂，包括上述所述的含铁活性物、有机酸和二氧化钛，其组分按重量分数计为：含铁活性物73～76％、有机酸18～20％和二氧化钛5～7％。

其中，所述的有机酸为柠檬酸、酒石酸、草酸或EDTA。

本发明的第三个目的在于提供一种上述所述催化剂用于降解亚甲基蓝的方法，步骤如下：

(1)取上述催化剂1g加入1000g含亚甲基蓝的废水的烧杯中，充分混合均匀；

(2)将混合均匀的废水置于室温下，持续搅拌2h；

(3)在亚甲基蓝最大吸收波长665nm处测其吸光度，测定废水中亚甲基蓝的剩余量。

本发明的有益效果是：本发明的含铁活性物制备简单，其他原料廉价易得，催化剂对亚甲基蓝的降解方法简单高效，含铁活性物质在水中能够产生活性较高的Fe(OH)²⁺、Fe(OH)²⁺和Fe₂(OH)₂⁴⁺，这些物质在有机酸、氧气作用下与二氧化钛协同产生具有强氧化性的含氧自由基，从而降解彻底废水中的亚甲基蓝，效果显著，适用于处理大规模的含亚甲基蓝污水。

具体实施方式

以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明实施例所使用的仪器为UV-9100紫外-可见分光光度计(北京普析通用仪器公司)。

实施例1

一种用于降解污水中亚甲基蓝的催化剂，其组分按重量分数计为：含铁活性物73％、柠檬酸20％和二氧化钛7％。

上述所述催化剂用于降解亚甲基蓝的方法，步骤如下：

(1)取上述催化剂1g加入1000g含亚甲基蓝的废水的烧杯中，充分混合均匀；

(2)将混合均匀的废水置于室温下，持续搅拌2h；

(3)在亚甲基蓝最大吸收波长665nm处测其吸光度，测定废水中亚甲基蓝的剩余量，结果见表1。

其中，含铁活性物的制备方法，步骤如下：

(1)向反应器中加入500mL蒸馏水，在70～90℃水浴中预热,直至蒸馏水温度高于70℃；