申请日2018.04.28
公开(公告)日2018.09.14
IPC分类号B01J27/22; C02F1/72; C02F101/30
摘要
本发明公开一种铁基非晶合金用于降解染料废水中亚甲基蓝的应用，利用分子式为Fe80P13C7的铁基非晶合金条带基于类芬顿反应降解染料废水中的亚甲基蓝。降解工艺步骤包括：(1)在恒温水浴环境下，向亚甲基蓝溶液中加入浓度为0.5～10mM的双氧水，并调整混合溶液pH至2～4;(2)将Fe80P13C7非晶合金条带按0.1～1g/L用量加入步骤(1)所得溶液中，搅拌、使亚甲基蓝溶液充分接触到Fe80P13C7非晶合金条带，实现亚甲基蓝的均匀降解。该方法不仅催化降解速率快，而且对催化剂、双氧水等的用量需求少;另外，只需对反应后的条带进行机械搅拌水洗就可以实现其回收和再利用，在污水治理方面具有很好的应用前景，对环境保护和可持续发展具有重要意义。
权利要求书
1.一种铁基非晶合金用于降解染料废水中亚甲基蓝的应用，其特征在于，利用分子式为Fe80P13C7的铁基非晶合金条带基于类芬顿反应降解染料废水中的亚甲基蓝。
2.根据权利要求1所述的铁基非晶合金用于降解染料废水中亚甲基蓝的应用，其特征在于，利用Fe80P13C7铁基非晶合金条带催化降解亚甲基蓝的工艺步骤包括：
(1)在恒温水浴环境下，向亚甲基蓝溶液中加入浓度为0.5～10mM的双氧水，并调整混合溶液pH至2～4;
(2)将Fe80P13C7非晶合金条带按0.1～1g/L用量加入步骤(1)所得溶液中，搅拌、使亚甲基蓝溶液充分接触到Fe80P13C7非晶合金条带，实现亚甲基蓝的均匀降解。
3.根据权利要求2所述的铁基非晶合金用于降解染料废水中亚甲基蓝的应用，其特征在于，步骤(1)中，所述恒温水浴温度为20～30℃。
4.根据权利要求2所述的铁基非晶合金用于降解染料废水中亚甲基蓝的应用，其特征在于，步骤(1)中，所述双氧水的浓度为1～10mM。
5.根据权利要求2所述的铁基非晶合金用于降解染料废水中亚甲基蓝的应用，其特征在于，步骤(2)中，所述Fe80P13C7非晶合金条带的用量为0.3～0.5g/L。
6.根据权利要求2所述的铁基非晶合金用于降解染料废水中亚甲基蓝的应用，其特征在于，降解反应结束后，回收溶液中的Fe80P13C7非晶合金条带，将其在350～450r/min的转速下机械搅拌水洗10～30秒，然后取出继续催化降解亚甲基蓝，循环往复直至其失去催化降解能力。
说明书
一种铁基非晶合金用于降解染料废水中亚甲基蓝的应用
技术领域
本发明涉及一种铁基非晶合金的应用，特别涉及一种铁基非晶合金用于降解染料废水中亚甲基蓝的应用，属于污水处理领域。
背景技术
目前，染料废水处理技术主要包括物理吸附法、化学絮凝法、膜分离法、化学氧化法、生物降解法等，现有的这些不同处理技术各有其优缺点和适用性。例如，活性炭吸附法对染料废水有良好的处理效果，但其价格昂贵、再生困难，一般只用于浓度较低废水或者深度处理;而化学絮凝法，其絮凝剂具有很强的选择性，且存在投加量过大、沉淀污泥过多等缺点;膜分离技术具有低能耗、操作简单、可回收有用物质等优点，但膜及其设备价格昂贵、不易维护;化学氧化法则需要消耗大量化学试剂，且存在安全隐患;生物降解法属于环境友好型处理方法，但其降解效率低下。
中国专利申请CN106732741A公开了一种降解废水中染料的可见光催化剂及其制备和应用，该专利主要是在室温下，波长为420-800nm的光源照射下，根据废水量，向含有5-50mg/L亚甲基蓝或罗丹明B的废水中加入可见光催化剂0.6-1.5g/L和双氧水0.1-0.8mM，搅拌反应0.2-1小时，过滤除去催化剂，得到降解去除染料后的水体。但该专利中需要外加光源，所需的光催化剂制备复杂且对其用量需求相对较多。
中国专利申请CN107469827A公开了一种磁性类芬顿催化剂及其制备方法，该专利取10-50mg/L的亚甲基蓝溶液，调整pH为4，向其中加入大于或等于0.25g/L的催化剂和0.5-1.0g/L的过氧化氢，在25℃的恒温水浴振荡器中振荡反应30分钟，使亚甲基蓝反应降解脱色，反应结束后，利用外加磁场进行固液分离，取上清液用紫外/可见光分光光度计测定降解后染料的浓度，根据降解前后染料浓度变化计算染料的降解率。但该专利中需要相对较多的过氧化氢，且固液分离操作不便，需要外加磁场。
中国专利申请CN107694510A公开了一种二维磁性MXene对印染废水中亚甲基蓝去除方法，该专利废水中亚甲基蓝的浓度范围为1-10ppm，溶液温度为25-55℃，pH为3-11，按二维磁性MXene投加量为1g/L，加入到亚甲基蓝溶液中，反应0.5-24小时，得到处理后的溶液。但该专利中二维磁性MXene制备困难、耗时长，并且该方法去除印染废水中亚甲基蓝的效率不高。
中国专利申请CN102070236B公开了一种铁基非晶合金条带用于印染废水处理的应用，该专利利用原子配比为(Fe0.99Mo0.01)78Si9B13的非晶合金对直接蓝2B进行催化降解。研究结果显示，该Fe-Mo-Si-B非晶合金条带能够使直接蓝2B溶液的颜色在1小时内完全褪去。但是，其四元非晶合金相对复杂，且其催化降解效率较低。如果要重复利用其非晶合金条带，需对反应后的条带用酸洗冲刷的方式去除其非晶合金条带表面的氧化物以及氢氧化物沉积，操作麻烦，且产生的酸洗废液需另行处理。
综上所述，已有的废水处理催化剂存在催化剂用量需求多，处理过程中过氧化氢用量需求多，需要外加辅助条件、制备困难、降解速率慢以及循环利用麻烦等缺陷。
发明内容
发明目的：针对现有废水降解催化剂降解速率慢、循环利用麻烦等问题，本发明提供一种铁基非晶合金用于降解染料废水中亚甲基蓝的应用。
技术方案：本发明所述的一种铁基非晶合金用于降解染料废水中亚甲基蓝的应用，为利用分子式为Fe80P13C7的铁基非晶合金条带基于类芬顿反应降解染料废水中的亚甲基蓝。
利用Fe80P13C7铁基非晶合金条带催化降解亚甲基蓝的工艺步骤包括：
(1)在恒温水浴环境下，向亚甲基蓝溶液中加入浓度为0.5～10mM的双氧水，并调整混合溶液pH至2～4;
(2)将Fe80P13C7非晶合金条带按0.1～1g/L用量加入步骤(1)所得溶液中，搅拌、使亚甲基蓝溶液充分接触到Fe80P13C7非晶合金条带，实现亚甲基蓝的均匀降解。
上述步骤(1)中，恒温水浴温度优选控制在20～30℃。
优选的，步骤(1)中双氧水的浓度为1～10mM。进一步的，步骤(2)中，Fe80P13C7非晶合金条带的用量为0.3～0.5g/L。通过上述参数调整可进一步提高Fe80P13C7铁基非晶合金条带对亚甲基蓝的催化降解效率。
更优的，降解反应结束后，回收溶液中的Fe80P13C7非晶合金条带，在350～450r/min的转速下机械搅拌水洗10～30秒，然后将其取出继续催化降解亚甲基蓝，循环往复直至其失去催化降解能力。通过机械搅拌水洗10～30秒后Fe80P13C7非晶合金条带即可再次用于亚甲基蓝的催化降解，可重复使用20余次。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明利用Fe80P13C7非晶合金条带，基于类芬顿反应法来实现亚甲基蓝的降解，不仅催化降解速率快，而且对催化剂、双氧水等的用量需求少;另外，只需对反应后的条带进行机械搅拌水洗就可以实现其回收和再利用，在污水治理方面具有很好的应用前景，对环境保护和可持续发展具有重要意义。