[发明专利]一种甲基橙降解剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体一种甲基橙降解剂及其制备方法。

背景技术

我国水污染状况日趋严重，现有的治理技术及设施急需更新改造，一些高新技术由于运转费用过高而限制了其在国内的发展。美国环保局公布的129种基本污染物中，有9类共114种是有机污染物。其中，有机染料甲基橙成为工业废水中典型的高难度难降解有机污染物。含甲基橙类染料废水具有成分复杂、色度高、排放量大、毒性大、可生化性差的特点，一直是废水处理中的难题。

目前甲基橙类染料废水处理包含生物处理法和物化处理法。生物法通过生物的吸附、空气吹脱微生物、进行新细胞物质的合成，消耗而降解。生物处理法具有运行费用低，易于管理的优点，但同时又具有占地面积大，投资费用高，受废水成分和浓度的限制，停留时间长等缺点。物化处理法主要有:混凝沉淀法、吸附法、化学氧化法等，目前应用最广泛的方法是光催化氧化法，在染料废水处理中显示出极大的潜力。光催化氧化法主要是使氧化剂分解起作用，促进氧化剂发生链式反应而产生高氧化性的基团或离子，攻击废水中的有机物。适用于有生物毒性的和难降解的有机污染物，可使大多数难降解有机物氧化或偶合。光催化降解技术具有常温常压下就可进行，能彻底破坏有机物，氧化效率高，分解速度快，没有二次污染等优点，但药剂费用高，反应装置较复杂，处理成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种甲基橙降解剂及其制备方法，可有效降低因反应装置较复杂，导致处理成本较高的问题。

本发明提供一种甲基橙降解剂，其结构如通式(I)所示：

通式(I)中R₁～R₅分别为NO₂、OH、H、OCH₃、OCH₂CH₃、

CF₃、COOH或卤素中的一种。

所述通式(I)中R₁～R₅中任意三个取代基为H。

所述通式(I)中R₁～R₅中任意四个取代基为H。

所述卤素为F、Cl或Br。

一种甲基橙降解剂的制备方法，其特征在于：将2.0mmol2,3-二甲基-2,3-二羟胺基丁烷溶于40ml精制甲醇中，室温搅拌，加入1.0mmol以R₁～R₅取代的苯甲醛中，回流反应24h，溶液中有白色沉淀析出，减压除去甲醇，残余物悬浮于20mlCH₂Cl₂中，冰水浴冷却，将2.8mmolNaIO₄溶于5ml水中，剧烈搅拌下缓慢加入到反应体系中，滴毕后继续反应0.5h，停止反应，有机相用水洗一次，取有机相用无水硫酸镁干燥，蒸除溶剂得蓝色油状物，柱层析分离得到蓝色粉末。

所述的甲基橙降解剂在废水中染料甲基橙降解的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的降解剂中氮氧自由基是含C、N、O和自旋单电子的一类具有稳定结构有机化合物，其可以直接攻击废水中的有机物，常温常压下就可以进行，实施方便，可以快速彻底地降解印染废水中的甲基橙，氧化效率高，分解速度快，且自身无毒，不会产生二次污染；配置工艺简单价廉，并且无需投入大量的资金购买设备和占地建厂，节约资源资金。

附图说明

图1为实施例1的化合物1对甲基橙的降解图；

图2为实施例3的化合物4对甲基橙的降解图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种甲基橙降解剂，其结构如通式(I)所示：

通式(I)中R₁～R₅分别为NO₂、OH、H、OCH₃、OCH₂CH₃、CF₃、COOH或卤素中的一种。所述卤素为F、Cl或Br。

上述化合物的合成分别以R₁～R₅取代的苯甲醛为原料，与2,3-二甲基-2,3-二羟胺基丁烷进行缩合而成，例如：