[发明专利]一种利用还原性有机弱酸强化铁酸铋光催化还原六价铬的方法

摘要

一种利用还原性有机弱酸强化铁酸铋光催化还原六价铬的方法，它是涉及一种利用具有铁磁性的软铋矿铁酸铋通过可见光还原水中六价铬的方法。本发明的主要目的是解决现有去除水中重金属的方法成本高，去除效果不理想的问题。方法：一、将还原性有机弱酸与预处理的水混合；二、调节反应pH值；三、制备具有铁磁性的软铋矿铁酸铋；四、投加具有铁磁性的软铋矿铁酸铋并采用可见光照射溶液；五、采用外磁场分离磁性材料，即一种利用还原性有机弱酸强化铁酸铋光催化还原六价铬的方法。使用本发明的方法去除水中残留六价铬效率达到80%～95%。本发明可以有效去除水中残余六价铬。

主权项

1.一种利用还原性有机弱酸强化铁酸铋光催化还原六价铬的方法其特征在于：一种利用还原性有机弱酸强化铁酸铋光催化还原六价铬的方法是按以下步骤完成的：一、将还原性有机弱酸与含有六价铬的预处理水混合，再在室温下和搅拌速度为160 r/min~250 r/min的条件下搅拌0.5 min~5 min，得到处理混合溶液；步骤一中所述的还原性有机弱酸为柠檬酸、酒石酸、草酸、甲酸的一种或几种混合物；步骤一中所述的还原性有机弱酸的浓度为0.001~10 mol/L；步骤一中所述的预处理水中六价铬的浓度为0.01～100 mg/L：二、调节反应pH值，在搅拌速度为150 r/min～200 r/min 的条件下使用0.1 mol/L~100 mol/L 的高氯酸和0.1 mol/L~100 mol/L 的氢氧化钠溶液将还原性有机弱酸与含有六价铬的预处理水的pH 值调节至2~5，得到调节pH 值后的还原性有机弱酸与含有六价铬的预处理水；三、制备具有铁磁性的软铋矿铁酸铋：（1）、将一定摩尔质量的硝酸铋和硝酸铁溶解于一定摩尔浓度的硝酸中，并强烈磁力搅拌形成无色透明溶液；步骤三（1）中所述的硝酸铋和硝酸铁的摩尔质量比为1：（0.1~1000）；步骤三（1）中所述的稀硝酸摩尔浓度为0.01~10 mol/L；步骤三（1）中所述的强烈磁力搅拌速度为400 r/min~650 r/min；（2）、向（1）中溶液逐滴加入氢氧化钠溶液，并保持160 r/min~250 r/min的搅拌至形成黄褐色沉淀，再继续搅拌30~60 min；（3）、将（2）中所得的沉淀过滤，用去离子水清洗至中性，并将固体在一定温度下烘干备用；步骤（3）中所述的干燥温度为60~120℃；（4）、称取适量将（3）中所得固体前驱体移入100 mL高压反应釜中，加入一定浓度的KOH作为矿化剂，其中乙醇和去离子水混合液作溶剂，保持一定充满度，强烈磁力搅拌15‑30 min；步骤三（4）中所述的称取适量（3）中所得固体质量为0.1‑30 g；步骤三（4）中所述的KOH浓度为0.1‑6 mol/L；步骤三（4）中所述的乙醇和去离子水混合液中，乙醇与水的体积比为1：（0.1‑1000）；步骤三（4）中所述的充满度为40~80%；（5）、将（4）中高压反应釜移置马弗炉中，保持一定温度，持续反应若干小时；步骤三（5）中所述的高压反应釜保持温度为100~200℃；步骤三（5）中所述的持续反应为1‑24 h；（6）、待（5）完成后，高压反应釜冷却至室温，将所得固体用去离子水和无水乙醇反复清洗多次至中性，并在一定温度下真空干燥，最终得到具有铁磁性的软铋矿铁酸铋；步骤三（6）中所述的干燥温度为60~120℃；四、投加具有铁磁性的软铋矿铁酸铋并采用可见光照射混合溶液；将具有铁磁性的软铋矿铁酸铋投加到调节pH 值后的还原性有机弱酸和预处理水的混合溶液中，再使用可见光源照射混合溶液，反应时间10 min~240 min，得到含具有铁磁性的软铋矿铁酸铋的水；步骤四中所述的磁性铋系可见光催化剂的投加量为1 mg/L~200 mg/L；步骤四中所述的可见光光源功率为100 W~1000 W；五、采用外磁场分离具有铁磁性的软铋矿铁酸铋：采用外磁场对含有具有铁磁性的软铋矿铁酸铋的水进行分离，回收具有铁磁性的软铋矿铁酸铋，再使用孔径为0.45μm的玻璃纤维膜对回收的具有铁磁性的软铋矿铁酸铋进行过滤，再分别使用去离子水和无水乙醇对过滤后的具有铁磁性的软铋矿铁酸铋分别各清洗5次~10次，再在温度为50~75℃下真空干燥12 h~48 h，得到再生后的具有铁磁性的软铋矿铁酸铋，并再次用于去除水中残留六价铬的水。