[发明专利]一种光催化降解染料废水的方法

摘要

本发明公开了一种光催化降解染料废水的方法，属于废水处理技术领域，纳米级氧化锌与微米级氧化镓按化学计量比1:1称取，置于玛瑙研钵中仔细研磨；研磨充分的样品不需压片装入刚玉坩埚中，先在600℃预烧10小时后取出再次研磨，然后再在900℃煅烧15小时，取出充分研磨后备用；采用负载3wt％的Au助催化剂，称取0.1000g ZnGa₂O₄材料加入装有300mL染料污水的反应器中进行光催化降解反应。选择具有高稳定性的ZnGa₂O₄作为光催化剂，采用传统的高温固相法合成材料容易在工业上放大，光催化始终不需要加入牺牲剂和氧化剂，并且系统的研究了在光催化剂上负载6种助催化剂来提升其光催化效率。

主权项

1.一种光催化降解染料废水的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、纳米级氧化锌与微米级氧化镓按化学计量比1:1称取，总质量控制在1.2000g，置于玛瑙研钵中仔细研磨；研磨充分的样品不需压片装入刚玉坩埚中，先在600℃预烧10小时后取出再次研磨，然后再在900℃煅烧15小时，取出充分研磨后备用；步骤2、制备的ZnGa₂O₄样品的粉末衍射图采用配备Cu靶为X射线源的PANalytical X’eprt衍射仪在工作电压和电流分别为40kV和40mA的条件下测试扫描范围为5°～90°获得；紫外漫反射光谱图谱采用岛津生产的配制有积分球的UV‑3600分光光度计测得，其中以BaSO₄作为反射参考标准；步骤3、采用原位光沉积法负载助催化剂，采用负载3.0wt％的Au助催化剂，先称取0.1000g ZnGa₂O₄于反应器中，按负载量计算所需要的助催化剂的用量为6mL，再加入196mL含甲醇的体积比为2vol％的溶液；使用磁力搅拌器使催化剂悬浮在溶液中，在紫外光下照射2小时；光照结束后，静置溶液倒掉水溶液并烘干催化剂备用；步骤4、未负载助催化剂的ZnGa₂O₄的光催化降解罗丹明B染料的测定，称取0.1000g ZnGa₂O₄材料加入装有300mL染料污水的反应器中，染料污水的浓度为13.3ppm，然后采用300W的长弧高压汞灯作为光源进行辐照，光催化过程为先进行半小时的暗反应，再进行时间为两小时的光照实验，光照时每间隔十分钟即取样检测吸光度；步骤5、负载了1.0wt％的不同助催化剂的ZnGa₂O₄光催化降解罗丹明B染料的测定：称取经过步骤3负载得到的光催化剂0.1000g，采用步骤4相同的实验条件进行助催化剂的筛选；步骤6、Au助催化剂使用量的优化；采用步骤3的方法负载不同量的Au助催化剂，再用步骤4描述的方法进行光催化降解罗丹明B染料的测试；步骤7、对浓度为13.3ppm的罗丹明B染料废水的降解条件优化；采用负载3wt％的ZnGa₂O₄材料作为光催化剂，用内照式光催化装置在300W汞灯照射3小时后的能使得染料几乎无色，总的光催化效率为96.7％。