[发明专利]一种利用壳聚糖包被纳米铁催化过硫酸盐降解罗丹明B的方法

说明书

一种利用壳聚糖包被纳米铁催化过硫酸盐降解罗丹明B的方法，包括向含有罗丹明B的水中加入过硫酸盐和壳聚糖包被纳米零价铁；在53‑57℃条件下进行反应以降解罗丹明B。本发明的方法对罗丹明B的降解率为90‑95%。

技术领域

本发明涉及一种利用壳聚糖包被纳米铁催化过硫酸盐降解罗丹明B的方法，属于废水处理技术领域。

背景技术

罗丹明B是一种具有鲜桃红色的人工合成染料，氧杂蒽染料中的重要代表物，广泛存在于印染废水中。其应用广泛，价格低廉，稳定性好，所以常被不法商家作为食品添加剂的着色剂。由于该类染料难生物降解且致癌，大量使用会对水环境造成很大的危害，因此对含有该染料废水的降解处理便显得十分重要。

近年来，以硫酸根自由基为主的新型高级氧化技术在水处理领域中的应用越来越广泛，在去除难降解有机物过程中显示出巨大潜力。通过激光光解、脉冲辐射、光解、加热、过渡金属活化和电化学还原等方法可活化过硫酸盐产生硫酸根自由基。其中最为简单易行的过渡金属离子活化，引入的离子容易流失，会造成二次污染。故而负载过渡金属离子的非均相催化剂活化过硫酸盐降解技术成为研究热点，不仅可以克服以上缺点，还能循环利用。

公开号为CN106045152A的发明专利公开了一种利用纳米Fe₃O₄/Na₂S₂O₈反应体系降解罗丹明B的方法。该方法是通过控制在一定pH条件下，向罗丹明B废水中投加过硫酸钠和纳米四氧化三铁，在常温下反应，利用纳米四氧化三铁的磁性将其回收循环利用。

发明内容

本发明目的在于提供一种利用壳聚糖包被纳米铁催化过硫酸盐降解罗丹明B的方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种利用壳聚糖包被纳米铁催化过硫酸盐降解罗丹明B的方法，包括向含有罗丹明B的水中加入过硫酸盐和壳聚糖包被纳米零价铁；在53-57℃条件下进行反应以降解罗丹明B。

优选的技术方案为：含有罗丹明B的水的pH值为2.3-2.7；罗丹明B的浓度为7-9mg/L；过硫酸盐的浓度为2.5-3.5g/L；壳聚糖包被纳米零价铁的添加量为0.6-0.8g/L。

优选的技术方案为：所述过硫酸盐选自过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵。

优选的技术方案为：所述壳聚糖包被纳米零价铁的制备方法包括：

第一步：在氮气环境中，将1质量份的壳聚糖溶解到45-55质量份的醋酸溶液中，得到壳聚糖醋酸溶液；

第二步：保持氮气环境，向所述壳聚糖醋酸溶液中加入0.4-0.6质量份的纳米零价铁和0.08-0.12质量份的碳粉，然后将整个溶液处于超声波环境中20-30min，使纳米零价铁、碳粉均匀分散在壳聚糖醋酸溶液中得到第一混合液；

第三步：保持氮气环境，将所述第一混合液滴加到50-500质量份的碱性溶液中，使壳聚糖析出并形成壳聚糖小球；

第四步：用超纯水反复冲洗壳聚糖小球，直至冲洗后的小球表面的pH值为7.0，然后将冲洗后的壳聚糖小球放置于戊二醛溶液中，在真空条件下振荡，接着取出壳聚糖小球，再用超纯水反复冲洗至壳聚糖小球表面的pH值为7.0，最后将壳聚糖小球放置于真空干燥箱中，烘干即得壳聚糖包被纳米零价铁。

优选的技术方案为：所述醋酸溶液的质量浓度为0.4-0.6%。

优选的技术方案为：在第二步中，超声波环境的超声波频率为25-35KHz，功率密度为0.40-0.50w/cm²。

优选的技术方案为：所述碱性溶液由NaOH和乙酸乙酯分散于水中制得，NaOH浓度为0.8-1.2mol/L，乙酸乙酯的质量浓度为2-3%。