[发明专利]利用铁卟啉/钨酸铋复合光催化材料处理甲基橙的方法

说明书

本发明公开了一种利用铁卟啉/钨酸铋复合光催化材料处理甲基橙的方法，采用铁卟啉/钨酸铋复合光催化材料和过氧化氢对甲基橙进行处理，其中铁卟啉/钨酸铋复合光催化材料包括铁卟啉和钨酸铋，铁卟啉负载在钨酸铋上。本发明方法具有操作简单、周期短、易回收重复利用、降解效率高等优点，不仅能在酸性及弱酸性条件下快速高效地降解甲基橙，同时在强碱性条件下也能够快速降解甲基橙，实现了对甲基橙的有效快速降解，在实际甲基橙废水处理中具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于染料的高级氧化处理领域，涉及一种利用仿生物质/半导体复合光催化材料处理甲基橙的方法，具体涉及一种利用铁卟啉/钨酸铋复合光催化材料处理甲基橙的方法。

背景技术

甲基橙作为一种常用染料，在其使用过程中有10％～20％被排入水环境中，而含甲基橙染料的废水毒性高，含致癌、致突变、致畸物质；色度高，在水生系统中抑制植物的光合作用；COD值高，会导致水体富营养。基于上述危害，含甲基橙染料废水是目前水处理技术上面临的亟需处理的难题。常用的处理方法有吸附法、膜分离法、普通氧化法、生物法等，但是这些方法具有工艺流程复杂、设备要求高、成本高、破坏微环境等缺点。光催化降解法是一种高级氧化法，在太阳光的照射下能有效降解甲基橙，且光催化材料可回收再利用，不会残留在废水中对环境造成二次污染。然而，含甲基橙的废水通常呈碱性，且pH值变化大。在现有的光催化处理方法中，大多数的光催化材料仅在酸性条件下才能降解90％以上的甲基橙。因此，开发pH适应性强且对甲基橙有高效降解效果的新型光催化材料倍受广大科研工作者的关注，利用光催化材料处理甲基橙具有重要意义。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种操作简单、周期短、易回收重复利用、降解效率高的利用铁卟啉/钨酸铋复合光催化材料处理甲基橙的方法，该方法对甲基橙具有很好的降解效果，是一种可以广泛应用于处理甲基橙的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种利用铁卟啉/钨酸铋复合光催化材料处理甲基橙的方法，采用铁卟啉/钨酸铋复合光催化材料和过氧化氢对甲基橙进行处理；所述铁卟啉/钨酸铋复合光催化材料包括铁卟啉和钨酸铋，所述铁卟啉负载在所述钨酸铋上。

上述的方法中，优选的，包括以下步骤：将铁卟啉/钨酸铋复合光催化材料与甲基橙溶液混合进行暗处理，达到吸附饱和后调节所得甲基橙与铁卟啉/钨酸铋复合光催化材料的混合溶液的pH值，加入过氧化氢进行光照降解，完成对甲基橙的降解。

上述的方法中，优选的，所述铁卟啉/钨酸铋复合光催化材料中所述铁卟啉与所述钨酸铋的质量比为0.05～3∶10；所述铁卟啉/钨酸铋复合光催化材料的粒径为1μm～3μm。进一步优选的，所述铁卟啉/钨酸铋复合光催化材料中所述铁卟啉与所述钨酸铋的质量比为0.2～1.5∶10。

上述的方法中，优选的，所述铁卟啉/钨酸铋复合光催化材料的制备包括以下步骤：

S1、将铁卟啉溶于乙腈与二甲亚砜的混合溶液中，得到铁卟啉溶液；

S2、将钨酸铋溶于所述铁卟啉溶液中，得到钨酸铋与铁卟啉的混合溶液；

S3、调节所述钨酸铋与铁卟啉的混合溶液的pH值，静置，得到铁卟啉/钨酸铋复合光催化材料。

上述的方法中，优选的，所述步骤S1，具体为：

S1-1、将乙腈与二甲亚砜混合，得到乙腈与二甲亚砜的混合溶液；所述乙腈与所述二甲亚砜的体积比为1∶1～2；

S1-2、将铁卟啉与所述乙腈与二甲亚砜的混合溶液混合，在转速为400r/min～1500r/min条件下搅拌5min～30min，超声5min～30min，得到铁卟啉溶液。