一種非均相紫外光催化氧化降解有機廢水的方法技術

本發明專利技術公開了一種非均相紫外光催化氧化降解有機廢水的方法，包括先采用化學共沉淀法制備鐵錳氧體，再將鐵錳氧體、有機廢水和雙氧水依次加入有機廢水處理裝置中，最后打開有機廢水處理裝置的紫外光源照射處理有機廢水。本發明專利技術以紫外光芬頓反應，鐵錳氧體及雙氧水三者共同作用，充分發揮三者優勢，得到良好的有機廢水處理效果，利用紫外光和鐵錳氧體共同催化H

Method for degrading organic wastewater by heterogeneous ultraviolet catalytic oxidation

The invention discloses a method for heterogeneous photocatalytic oxidation degradation of organic wastewater, including chemical coprecipitation of iron manganese ferrite by first, then iron manganese ferrite, hydrogen peroxide followed by adding organic wastewater and organic wastewater treatment device, finally opened the organic wastewater treatment device of ultraviolet light irradiation treatment of organic wastewater. The invention uses the ultraviolet Fenton reaction, the iron manganese ferrite and the hydrogen peroxide three to work together to give full play to the advantages of the three, and obtains the good treatment effect of the organic waste water, and uses ultraviolet light and ferrite to catalyze H together

【技術實現步驟摘要】
一種非均相紫外光催化氧化降解有機廢水的方法
本專利技術涉及廢水處理領域，具體涉及一種非均相紫外光催化氧化降解有機廢水的方法。
技術介紹
尖晶石型結構的鐵酸鹽因帶有表面電荷和含有變價元素而具有良好的表面吸附和氧化還原等化學活性，在不同介質條件下，對難降解有機物有吸附及降解作用。采用化學共沉淀法制備鐵錳氧體時，雖然H2O2具有強氧化性，但單獨用其降解廢水效果不是很好，不能將其用到極致。另外，紫外光芬頓反應會產生難以分離的固廢，難回收和重復利用，且需要酸性條件下才有效果。考慮到鐵錳氧體是混相尖晶石，具有吸附性能，同時還是軟磁性材料，容易磁分離，可重復利用，本專利技術擬以鐵錳氧體、紫外光共同作用，以期提升有機廢水的降解效果。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提供了一種非均相紫外光催化氧化降解有機廢水的方法，該方法采用紫外光、鐵錳氧體共同催化雙氧水來降解有機廢水，降解率可達85％以上。本專利技術采取的技術方案如下：一種非均相紫外光催化氧化降解有機廢水的方法，包括：先采用化學共沉淀法制備鐵錳氧體，再將鐵錳氧體、有機廢水和雙氧水依次加入有機廢水處理裝置中，最后打開有機廢水處理裝置的紫外光源照射處理有機廢水；所述有機廢水處理裝置包括一避光腔體，所述避光腔體中設置有反應管和紫外燈管，所述反應管內插有進氣管，進氣管與風機連通；所述紫外燈管外部套有石英套管，且外接穩壓電源；所述鐵錳氧體、有機廢水和雙氧水加入有機廢水處理裝置的反應管中。所述反應管可以是石英管。進氣管優選插入至反應管的底部。優選的，所述鐵錳氧體的制備方法具體包括：將液態Fe3+和Mn2+按物質的量比2.1:1的比例混合獲得混合液，然后將該混合液滴加至質量分數10％的氫氧化鈉溶液中，邊滴加邊攪拌，滴加完畢后進行水浴陳化，水浴溫度為90℃，陳化時間2h；陳化完畢后過濾，洗滌沉淀物，80℃條件下烘干，然后在400℃條件下煅燒2h即可；所述氫氧化鈉的用量為Fe3+和Mn2+物質的量之和的3倍。優選的，所述有機廢水為印染廢水。優選的，按處理1L濃度50mg/L的模擬印染廢水的量計算，需加入鐵錳氧體2g，體積分數30％的雙氧水50mL。優選的，所述紫外光的波長為254nm，照射時間為30min。需要說明的是，1.2.4-酸即1-氨基-2-羥基-4-萘磺酸，又稱4-氨基-3-羥基萘-1-磺酸，1,2,4-氨基萘酚或1-氨基-2-萘酚-4-磺酸，本專利技術簡稱為1.2.4-酸，為生產染料“6-硝”的中間體，為便于研究，本實驗用1.2.4-酸配制的水溶液模擬印染廢水。本專利技術的有益效果在于：H2O2具有強氧化性，鐵錳氧體具有吸附性能，同時還是軟磁性材料，容易磁分離，可重復利用，因此，本專利技術以紫外光、鐵錳氧體及雙氧水三者共同作用，充分發揮三者優勢，得到良好的有機廢水光催化氧化處理效果，利用紫外光和鐵錳氧體共同催化H2O2降解50mg/L的模擬染料廢水，降解率可達85.93％，借助XRD表征，結果表明在降解廢水前后鐵錳氧體的晶體結構無明顯差異，鐵錳氧體催化降解1.2.4酸的效果在多次使用后無明顯變化。附圖說明圖1有機廢水處理裝置示意圖；紫外燈管可以有一根，也可以有多根，紫外燈管外部套有石英套管，外連電源；支架設置在裝置的中部和中間，用于支撐紫外燈管及反應管；反應管支架用于支撐反應管；通過風機將空氣通過進氣管送至反應管底部，起到對反應物的攪拌作用。圖2實施例1制備的鐵錳氧體的XRD圖。附圖標記：1-紫外燈管，2-反應管，3-支架，4-反應管支架，5-進氣管，6-風機，7-電源。具體實施方式實施例1鐵錳氧體的制備：用電子天平準確稱取27.029gFeCl3·6H2O用蒸餾水溶解，倒入100ml容量瓶中定容；用電子天平準確稱取9.895gMnCl2·4H2O用蒸餾水溶解，倒入100ml容量瓶中定容。移取10mlFeCl3溶液、5mlMnCl2溶液混合于100ml燒杯中，用電子天平稱取氫氧化鈉(氫氧化鈉按Fe3+和Mn2+物質的量和的3倍稱取，比理論值略多，配成質量分數10％的溶液)，用蒸餾水于錐形瓶中溶解。設置恒溫水浴鍋水溫為60℃，待其恒溫后將裝有混合液的燒杯和裝有氫氧化鈉的錐形瓶放于恒溫水浴鍋中，預熱。在電動攪拌器緩慢的攪拌下將FeCl3溶液和MnCl2溶液的混合液緩慢滴加到氫氧化鈉溶液中。滴加完后，停止攪拌，進行水浴陳。陳化溫度90℃，陳化2h。陳化后，將反應物置于布氏漏斗中用抽濾機進行抽濾，再用去離子水洗滌數次，洗去多于的氫氧化鈉以及實驗中生成的氯化鈉，得到共沉淀產物。將得到的沉淀于80℃的烘箱中烘0.5h，然后用馬弗爐進行煅燒，煅燒溫度400℃、煅燒時間2h。用研缽將煅燒后的沉淀研磨成粉末，裝入樣品袋中，待用。取少量樣品粉末做XRD分析，采用島津國際貿易(上海)有限公司生產的XRD-7000型X-射線衍射儀，Cu靶，Kɑ輻射源，石墨單色器，管電壓40.0KV，管電流30mA，步長0.02°,掃描速度11.0000(deg/min)。圖2即為該粉體的X射線衍射譜圖，將該譜圖中主要衍射峰與尖晶石型MnFe2O4的標準PDF卡片(PDFIDnumber:46-1045)的衍射峰(111)、(220)、(311)、(222)、(400)、(422)、(333)、(404)和(440)進行比對，可以看出峰型基本吻合。水浴相轉化法制備的鐵錳氧體產物即為尖晶石結構的MnFe2O4，且主要衍射峰的峰型發育完整，表明制得的鐵酸錳晶粒細小，且晶化程度好，為單相MnFe2O4納米晶體。鐵錳氧體、紫外光共同催化H2O2降解1.2.4-酸：用電子天平稱取鐵錳氧體0.5g放入100ml有機廢水處理裝置(圖1所示)的反應管中，然后將50ml50mg/L的1.2.4-酸模擬廢水加入反應管中，再向反應管中加入5ml體積分數30％的過氧化氫，打開紫外燈管，并開啟風機，空氣通過進氣管到達反應管底部，起到攪拌作用。等到廢水中沒有氣泡產生后，將有機廢水處理裝置關閉，打開反應管，將廢水倒出，過濾，收集濾液，用紫外分光光度計在246nm下測量吸光度，由朗伯-比爾定律，將測量結果代入1.2.4酸溶液的標準曲線，得到降解后的1.2.4酸濃度，按下式計算降解率。1.2.4-酸的降解率＝(Cm1-Cm2)/Cm1*100％其中Cm1為1.2.4-酸的初始濃度，Cm2為處理后溶液中1.2.4-酸的濃度。通過計算，利用紫外光和鐵錳氧體共同催化H2O2降解50mg/L的1.2.4-酸模擬的染料廢水，降解率可達85.93％。對比實施例1鐵錳氧體的制備參照實施例1，稱取0.1g鐵錳氧體樣品，加入到25mg/L50ml模擬1.2.4-酸廢水中，充分攪拌15min，過濾，取濾液用紫外光度計在246nm下測其吸光度，計算降解率。單獨鐵錳氧體自身吸附作用引起的1.2.4-酸廢水去除率為2.07％。對比實施例2移取0.5ml體積分數30％H2O2于50ml40mg/L模擬1.2.4-酸廢水中，攪拌15min。單獨H2O2催化降解1.2.4-酸模擬廢水，降解率為2.76％。對比實施例3鐵錳氧體的制備參照實施例1，稱取0.1g鐵錳氧體，加入到50ml50mg/L模擬1.2.4-酸廢水中，然后加入5ml體積分數30％的H2O2，充分攪拌15min后過濾，取濾液用紫外本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種非均相紫外光催化氧化降解有機廢水的方法，其特征在于，包括：先采用化學共沉淀法制備鐵錳氧體，再將鐵錳氧體、有機廢水和雙氧水依次加入有機廢水處理裝置中，最后打開有機廢水處理裝置的紫外光源照射處理有機廢水；所述有機廢水處理裝置包括一密閉腔體，所述密閉腔體中設置有反應管和紫外燈管，所述反應管內插有進氣管，進氣管與風機連通；所述紫外燈管外部套有石英套管，且外接穩壓電源；所述鐵錳氧體、有機廢水和雙氧水加入有機廢水處理裝置的反應管中。

【技術特征摘要】
1.一種非均相紫外光催化氧化降解有機廢水的方法，其特征在于，包括：先采用化學共沉淀法制備鐵錳氧體，再將鐵錳氧體、有機廢水和雙氧水依次加入有機廢水處理裝置中，最后打開有機廢水處理裝置的紫外光源照射處理有機廢水；所述有機廢水處理裝置包括一密閉腔體，所述密閉腔體中設置有反應管和紫外燈管，所述反應管內插有進氣管，進氣管與風機連通；所述紫外燈管外部套有石英套管，且外接穩壓電源；所述鐵錳氧體、有機廢水和雙氧水加入有機廢水處理裝置的反應管中。2.根據權利要求1所述的一種非均相紫外光催化氧化降解有機廢水的方法，其特征在于，所述鐵錳氧體的制備方法具體包括：將液態Fe3+和Mn2+按物質的量比2.1:1的比例混合獲得混合液，然后將該混合液滴加至質量分...

【專利技術屬性】
技術研發人員：原金海，鄒名明，李月，吳賢超，鄧穎，石永敬，許靜，邱會東，尚娟芳，
申請(專利權)人：重慶科技學院，
類型：發明
國別省市：重慶,50