專利名稱：一種降解偶氮染料廢水的方法
技術領域：
本發明涉及一種降解偶氮染料的方法，適用于含偶氮染料廢水的脫色降解處理。
背景技術：
紡織、造紙、皮革、印刷等行業排放的染料廢水已經造成了嚴重的環境污染。偶氮 染料在染料中所占的比例為50%左右，所以，經濟、高效地處理含偶氮染料廢水具有十分重 要的理論價值和工程實際意義。活性碳吸附、有機膨潤土吸附等物理吸附技術只是將污染 物轉移，容易造成二次污染且無法實現徹底降解；由于印染廢水特別高的色度、COD和BOD 值，傳統的生物降解技術效率也不理想。芬頓反應產生的羥基自由基OH ·可以有效地將偶 氮染料徹底降解，但容易形成大量難以分離的鐵泥，且需要消耗雙氧水；以二氧化鈦為典型 催化劑的光催化技術具有重大的應用前景，但目前量子效率及對太陽光的利用效率較低， 離工業化還有一定的距離。
發明內容
本發明的目的是提供一種簡單、經濟地降解偶氮染料廢水的方法，以應用于含偶 氮染料廢水的脫色降解處理。本發明的降解偶氮染料廢水的方法，其特征是包括以下步驟1)催化劑制備將La(NO3)3 · 6H20、Ni(NO3)2 · 6H20 和 C6H8O7 · H2O 按摩爾比 4 3 3. 2 完全溶 于三重蒸餾水中，得到混合溶液，蒸餾水用量盡可能少，以能完全溶解上述試劑為宜；再將 裝有上述混合溶液的坩堝置于馬弗爐中于500 600°C加熱，溶液經歷沸騰、起泡、變干并 發生自蔓延燃燒，得到黑色粉末，該粉末經研磨后再于1000 1075°C熱處理3 10h，得到 La4Ni3O10催化劑粉末；2)降解反應將La4M3Oltl催化劑粉末加入偶氮染料廢水中，使偶氮染料廢水中催化劑的濃度為 0. 2 5. Og/L，靜止放置或加以攪拌進行降解反應，對偶氮染料廢水進行降解脫色。本發明對偶氮染料廢水降解脫色完成后，催化劑粉末可分離回收再利用；或排空 已處理的偶氮染料廢水，添加待處理廢水，重復降解過程。在本發明中，以La4Ni3Oltl粉末作為催化劑來降解偶氮染料廢水，降解反應無需光 照，也無需其他化學試劑，不需要復雜的設備，也不需要太多的外加能量而僅僅需要攪拌作 用，在偶氮染料廢水處理的允許時間較充裕的情況下甚至可以不需要外加攪拌，所以該方 法簡單易行且成本較低。
圖1為實施例1中甲基橙濃度隨時間的變化曲線；圖2為實施例2中甲基橙濃度隨時間的變化曲線；
圖3為實施例3中甲基橙濃度隨時間的變化曲線；圖4為實施例4中甲基橙濃度隨時間的變化曲線；圖5為實施例5中甲基橙濃度隨時間的變化曲線；圖6為實施例6中甲基橙濃度隨時間的變化曲線；圖7為實施例7中甲基橙濃度隨時間的變化曲線；圖8為實施例8中甲基橙濃度隨時間的變化曲線；圖9為實施例9中甲基橙濃度隨時間的變化曲線；圖10為實施例10中甲基橙濃度隨時間的變化曲線；圖11為實施例11中甲基橙溶液的吸光度隨時間的變化曲線；圖12為實施例12中甲基紅濃度隨時間的變化曲線。
具體實施例方式以下結合實施例進一步闡述本發明。但本發明不僅僅局限于下述實施例。實施例11)制備 La4Ni3Oltl 粉末將18mmol 的 La (NO3) 3 ·6Η20、13. 5mmol 的 Ni (NO3) 2 ·6Η20 和 22. 5mmol 的 C6H8O7 .H2O 溶于20mL三重蒸餾水得到淺綠色的透明溶液，再將裝有上述溶液的坩堝置于馬弗爐中于 500°C加熱，溶液經歷沸騰、起泡、變干并發生自蔓延燃燒，得到蓬松的黑色粉末，該粉末經 研磨后再于1000°C熱處理3h得到黑色粉末。2)將所制備的La4Ni3Oltl用于降解偶氮染料甲基橙溶液將IOmg La4Ni3O10粉體加入50mL濃度為5mg/L的甲基橙溶液中，以500r/min的轉 速攪拌3. 5h。離心分離出La4Ni3Oltl粉末后，用紫外-可見分光光度計檢測溶液中剩余甲基 橙的濃度。圖1顯示，攪拌3. 5h后的溶液脫色率為57%。實施例21)制備 La4Ni3Oltl 粉末將9mmol 的 La (NO3) 3 ·6Η20、6. 75mmol 的 Ni (NO3)2 ·6Η20 禾口 11. 25mmol 的 C6H8O7 .H2O 溶于IOmL三重蒸餾水得到淺綠色的透明溶液，再將裝有上述溶液的坩堝置于馬弗爐中于 500°C加熱，溶液經歷沸騰、起泡、變干并發生自蔓延燃燒，得到蓬松的黑色粉末，該粉末經 研磨后再于1000°C熱處理5h得到黑色粉末。2)將所制備的La4Ni3Oltl用于降解偶氮染料甲基橙溶液將25mgLa4Ni301Q粉體加入50mL濃度為5mg/L的甲基橙溶液中，以500r/min的轉 速攪拌3. 5h。離心分離出La4Ni3Oltl粉末后，用紫外-可見分光光度計檢測溶液中剩余甲基 橙的濃度。圖2顯示，攪拌3.5h后的脫色率達到60%。實施例31)制備 La4Ni3O10將18mmol 的 La (NO3) 3 ·6Η20、13. 5mmol 的 Ni (NO3) 2 ·6Η20 和 22. 5mmol 的 C6H8O7 .H2O 溶于20mL三重蒸餾水得到淺綠色的透明溶液，再將裝有上述溶液的坩堝置于馬弗爐中于 500°C加熱，溶液經歷沸騰、起泡、變干并發生自蔓延燃燒，得到蓬松的黑色粉末，該粉末經 研磨后再于1000°C熱處理IOh得到黑色粉末。
2)將所制備的La4Ni3Oltl用于降解偶氮染料甲基橙溶液將50mgLa4Ni301Q粉體加入50mL濃度為5mg/L的甲基橙溶液中，以500r/min的轉 速攪拌3. 5h。離心分離出La4Ni3Oltl粉末后，用紫外-可見分光光度計檢測溶液中剩余甲基 橙的濃度。圖3顯示，攪拌3.5h后的脫色率達到72%。實施例41)制備 La4Ni3O10將18mmol 的 La (NO3) 3 ·6Η20、13. 5mmol 的 Ni (NO3)2 ·6Η20 禾口 22. 5mmol 的 C6H8O7 .H2O 溶于20mL三重蒸餾水得到淺綠色的透明溶液，再將裝有上述溶液的坩堝置于馬弗爐中于 500°C加熱，溶液經歷沸騰、起泡、變干并發生自蔓延燃燒，得到蓬松的黑色粉末，該粉末經 研磨后再于1075°C熱處理5h得到黑色粉末。2)將所制備的La4Ni3Oltl用于降解偶氮染料甲基橙溶液將75mgLa4Ni301Q粉體加入50mL濃度為5mg/L的甲基橙溶液中，以500r/min的轉 速攪拌3. 5h。離心分離出La4Ni3Oltl粉末后，用紫外-可見分光光度計檢測溶液中剩余甲基 橙的濃度。圖4顯示，攪拌3.5h后的脫色率達到78%。實施例51)制備 La4Ni3O10將18mmol 的 La (NO3) 3 ·6Η20、13. 5mmol 的 Ni (NO3) 2 ·6Η20 和 22. 5mmol 的 C6H8O7 .H2O 溶于20mL三重蒸餾水得到淺綠色的透明溶液，再將裝有上述溶液的坩堝置于馬弗爐中于 500°C加熱，溶液經歷沸騰、起泡、變干并發生自蔓延燃燒，得到蓬松的黑色粉末，該粉末經 研磨后再于1075°C熱處理IOh得到黑色粉末。2)將所制備的La4Ni3Oltl用于降解偶氮染料甲基橙溶液將250mg La4Ni3O10粉體加入50mL濃度為5mg/L的甲基橙溶液中，以500r/min的 轉速攪拌3.5h。離心分離出La4M3Oltl粉末后，用紫外-可見分光光度計檢測溶液中剩余甲 基橙的濃度。圖5顯示，攪拌3. 5h后的脫色率達到73%。實施例61)制備 La4Ni3O10將9mmol 的 La (NO3) 3 ·6Η20、6. 75mmol 的 Ni (NO3)2 ·6Η20 禾口 11. 25mmol 的 C6H8O7 .H2O 溶于IOmL三重蒸餾水得到淺綠色的透明溶液，再將裝有上述溶液的坩堝置于馬弗爐中于 600°C加熱，溶液經歷沸騰、起泡、變干并發生自蔓延燃燒，得到蓬松的黑色粉末，該粉末經 研磨后再于1000°C熱處理3h得到黑色粉末。2)將所制備的La4Ni3Oltl用于降解偶氮染料甲基橙溶液將50mgLa4Ni301Q粉體加入50mL濃度為10mg/L的甲基橙溶液中，以500r/min的轉 速攪拌3. 5h。離心分離出La4Ni3Oltl粉末后，用紫外-可見分光光度計檢測溶液中剩余甲基 橙的濃度。圖6顯示，攪拌3.5h后的脫色率達到40%。實施例71)制備 La4Ni3O10將18mmol 的 La (NO3) 3 ·6Η20、13. 5mmol 的 Ni (NO3) 2 ·6Η20 和 22. 5mmol 的 C6H8O7 .H2O 溶于20mL三重蒸餾水得到淺綠色的透明溶液，再將裝有上述溶液的坩堝置于馬弗爐中于 600°C加熱，溶液經歷沸騰、起泡、變干并發生自蔓延燃燒，得到蓬松的黑色粉末，該粉末經
5研磨后再于1075°C熱處理IOh得到黑色粉末。2)將所制備的La4Ni3Oltl用于降解偶氮染料甲基橙溶液將50mgLa4Ni301Q粉體加入50mL濃度為15mg/L的甲基橙溶液中，以500r/min的轉 速攪拌3. 5h。離心分離出La4Ni3Oltl粉末后，用紫外-可見分光光度計檢測溶液中剩余甲基 橙的濃度。圖7顯示，攪拌3.5h后的脫色率達到36%。實施例81)制備 La4Ni3O10同實施例12)將所制備的La4Ni3Oltl用于降解偶氮染料甲基橙溶液將75mgLa4Ni301Q粉體加入50mL濃度為5mg/L的甲基橙溶液中，以300r/min的轉 速攪拌3. 5h。離心分離出La4Ni3Oltl粉末后，用紫外-可見分光光度計檢測溶液中剩余甲基 橙的濃度。圖8顯示，攪拌3. 5h后的脫色率達到64%。實施例91)制備 La4Ni3O10同實施例12)將所制備的La4Ni3Oltl用于降解偶氮染料甲基橙溶液將75mg La4Ni3O10粉體加入50mL濃度為5mg/L的甲基橙溶液中，以650r/min的轉 速攪拌3. 5h。離心分離出La4Ni3Oltl粉末后，用紫外-可見分光光度計檢測溶液中剩余甲基 橙的濃度。圖9顯示，攪拌3.5h后的脫色率達到93%。實施例101)制備 La4Ni3O10同實施例12)將所制備的La4Ni3Oltl用于降解偶氮染料甲基橙溶液將75mgLa4Ni301Q粉體加入50mL濃度為5mg/L的甲基橙溶液中，以1000r/min的轉 速攪拌3. 5h。離心分離出La4Ni3Oltl粉末后，用紫外-可見分光光度計檢測溶液中剩余甲基 橙的濃度。圖10顯示，攪拌3. 5h后的脫色率達到96%。實施例111)制備 La4Ni3O10同實施例12)將所制備的La4Ni3Oltl用于降解偶氮染料甲基橙溶液將75mgLa4Ni301(1粉體加入50mL濃度為5mg/L的甲基橙溶液中，靜置3天。離心分 離出La4M3Oltl粉末后，用紫外-可見分光光度計檢測溶液中剩余甲基橙的濃度。圖11的吸 光度隨時間變化曲線顯示，靜置3天后的脫色率達到98%，而且中間產物也基本降解完全。實施例121)制備 La4Ni3O10同實施例12)將所制備的La4Ni3Oltl用于降解偶氮染料甲基紅溶液將50mgLa4Ni301Q粉體加入50mL濃度為5mg/L的甲基紅溶液中，以500r/min的轉 速攪拌3. 5h。離心分離出La4Ni3Oltl粉末后，用紫外-可見分光光度計檢測溶液中剩余甲基紅的濃度。圖12顯示，攪拌3. 5h后的脫色率達到81%,
權利要求
一種降解偶氮染料廢水的方法，其特征是包括以下步驟1)催化劑制備將La(NO3)3·6H2O、Ni(NO3)2·6H2O和C6H8O7·H2O按摩爾比4∶3∶3.2完全溶于三重蒸餾水中，得到混合溶液，蒸餾水用量盡可能少，以能完全溶解上述試劑為宜；再將裝有上述混合溶液的坩堝置于馬弗爐中于500～600℃加熱，溶液經歷沸騰、起泡、變干并發生自蔓延燃燒，得到黑色粉末，該粉末經研磨后再于1000～1075℃熱處理3～10h，得到La4Ni3O10催化劑粉末；2)降解反應將La4Ni3O10催化劑粉末加入偶氮染料廢水中，使偶氮染料廢水中催化劑的濃度為0.2～5.0g/L，靜止放置或加以攪拌進行降解反應，對偶氮染料廢水進行降解脫色。
全文摘要
本發明涉及一種降解偶氮染料的新方法以溶液燃燒合成法制備的La4Ni3O10粉體為催化劑，添加到含偶氮染料的廢水中，靜置一定時間即可有效地將偶氮染料脫色降解，攪拌作用可以加速偶氮染料的降解進程。偶氮染料降解反應過程中，催化劑不發生變化，可多次循環使用。采用本發明闡述的技術處理含偶氮染料的廢水，無需光照及其他能量輸入，無需其他化學添加劑，不需要后續的廢液廢渣處理，操作簡單，反應高效，且成本較低。
文檔編號B01J23/83GK101962218SQ201010295419
公開日2011年2月2日 申請日期2010年9月27日 優先權日2010年9月27日
發明者吳進明, 文偉 申請人:浙江大學