申请日2016.10.17
公开(公告)日2017.01.11
IPC分类号C02F1/28; B01J20/06; B01J20/30; C02F101/30
摘要
本发明涉及一种去除染料废水中亚甲基蓝的方法，具体的说是通过α‑MoO3粒子室温下高效吸附去除染料废水中的亚甲基蓝。本发明所述的α‑MoO3粒子是以(NH4)6Mo7O24·4H2O为前驱体，高温焙烧得到的，可吸附去浓度为1‑800mg/L的亚甲基蓝溶液，无副产物产生，可循环利用。
权利要求书
1.一种去除染料废水中亚甲基蓝的方法，具体的说是通过α-MoO3粒子室温下高效吸附去除染料废水中的亚甲基蓝。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：
α-MoO3粒子由如下步骤制得：
将商品化的钼酸铵((NH4)6Mo7O24·4H2O)放在马弗炉里，在空气气氛下从室温升到400-600℃，并在此温度保持1-6h，得到α-MoO3粒子，粒径为0.6-3.1μm。
3.按照权利要求1-2所述的方法，其特征在于：吸附温度为20-60℃，亚甲基蓝浓度为1-800mg/L。
4.按照权利要求1-3所述的方法，其特征在于：
α-MoO3粒子在20-60℃吸附0.5-24h，吸附染料废水中亚甲基蓝去除率为100%。
说明书
一种去除染料废水中亚甲基蓝的方法
技术领域
本发明涉及一种去除染料废水中亚甲基蓝的方法，具体的说是通过α-MoO3粒子室温下高效吸附去除染料废水中的亚甲基蓝，属于吸附剂的制备与应用领域。
背景技术
亚甲基蓝又称次甲基蓝、美蓝、碱性湖蓝，是一种吩噻嗪盐类的芳香杂环化合物。亚甲基蓝是工业上常使用的阳离子型有机染料，广泛应用于纺织、皮革、造纸、染料、塑料等领域。目前,工业上造纸、化工、染织等领域产生大量废水染料，造成环境污染、水生植物光合作用能力下降、人类恶心、呕吐、癌症病变。因此，随着环保意识的不断增强，含有机物亚甲基蓝的染料废水处理受到了广泛的关注。
印染废水中染料分子含有大量的极性基团，主要去除方法有：膜分离，光催化降解和吸附。膜分离法是指废水通过具有选择性的半透膜，以梯度差作为分离的动力，利用有机物分子与水分子的粒径差异，实现染料分子与水的分离。此方法具有能耗低、选择性好、污染小等优点，但运行费用高、易发生堵塞等缺点制约了其应用。光催化氧化法是利用半导体材料为催化剂，在光照射下将染料废水中的有机物降解转化为CO2、H2O、无机盐等对环境无害的物质。该技术低能耗、无二次污染，是一种清洁、高效的治理手段，但光催化过程中使用的紫外灯寿命短、费用高，限制了其工业化应用。吸附法是将表面能大的吸附剂与废水染料接触，利用范德华力、化学键作用等途径，将废水中的有机污染物吸附到表面，实现水质净化。从环境友好和反应效率的角度考虑，对于处理废水中难以降解、毒性非常大的染料，吸附法具有较好的优势，由于吸附剂不溶于水，易于收集，达到分离和富集污染物的目的。因此，利用吸附技术去除废水染料，由于其成本低、效率高、操作简单，在水处理领域具有广阔的应用前景。
目前，有效吸附染料废水主要集中在活性碳和碳材料体系。例如：Zhang等报道Graphene oxides纳米片在室温下对亚甲基蓝的吸附性能，发现亚甲基蓝浓度为15mg/L时最高，脱除效率为95%(Z.J.Zhang,et al.,RSC Adv.,2015,5,27922–27932)。Zhou等报道介孔碳微米球在H2O2、NH2OH体系下，吸附浓度为40mg/L的亚甲基蓝溶液时，在30℃接触40min可去除亚甲基蓝。(L.C.Zhou,et al.,Appl.Mater.Interfaces,2014,6,7275-7285)。Huang等报道活性碳在室温下能够高效吸附废水中的亚甲基蓝，最大平衡吸附量为581.4mg/L(H.Huang,et al.,Ind.Eng.Chem.Res.，2013,52,14297-14303)。
尽管这些含碳吸附剂可以高效脱除废水中的亚甲基蓝染料并可循环利用，但碳材料价格昂贵，处理费用较高，再生困难，不适合高浓度污染物的处理，限制了其工业应用。目前，对吸附剂的研究主要集中在寻找高效、多功能和低成本的吸附剂。金属氧化物作为一类新型吸附材料引起了人们的关注，在甲基橙、亚甲基蓝等染料去除中表现出优异的性能(J.R.Chen,et al.,Appl.Surf.Sci.,2016,378,80–86;A.L.Meng,et al.,ACSAppl.Mater.Interfaces 2015,7,27449-27457)。但关于氧化钼材料对于废水染料的有效吸附去除尚未见报道，因此，研究氧化钼材料可控合成及调控，使其能够高活性的吸附废水中的亚甲基蓝，具有一定的实用价值。
发明内容：
本发明旨在提供一种以α-MoO3粒子为吸附剂去除染料废水中亚甲基蓝的方法，可控合成的α-MoO3粒子可以高效吸附去除废水中的亚甲基蓝，实现100%的去除率。
基于上述目的，本发明所涉及的技术方案如下：
1)α-MoO3粒子的制备：将商品化的钼酸铵((NH4)6Mo7O24·4H2O)放在马弗炉里，在空气气氛下从室温升到500℃，并在此温度保持4h，得到α-MoO3粒子，粒径大约为0.6-3.1μm。
2)将α-MoO3粒子用于染料废水中亚甲基蓝的吸附处理。α-MoO3粒子在室温下吸附亚甲基蓝浓度为1-800mg/L的废水，吸附时间为0.5-12h，亚甲基蓝吸附去除率为100%。
3)将α-MoO3粒子用于100mg/L亚甲基蓝的染料废水吸附处理，吸附结束后，分离出吸附剂，将其放在马弗炉里，在空气气氛下从室温升到500℃，并在此温度保持2h，去除吸附的有机物，吸附剂α-MoO3粒子复原，共进行了4次循环实验，4次吸附实验废水中亚甲基蓝去除率均为100%。
相对于目前已有的吸附剂，本发明具有如下优点：
1)通过可控合成α-MoO3粒子，实现了废水溶液中亚甲基蓝的有效脱除，吸附去除率为100%。
2)有效的拓展了该吸附脱除实验的吸附剂范围，使其不再主要局限于含碳材料，α-MoO3粒子也可高效吸附去除染料废水中的亚甲基蓝。
3)本发明具有环境友好、过程效率高、重复使用且其吸附性能十分稳定的特点。