申请日2017.06.05
公开(公告)日2017.09.05
IPC分类号C02F1/00; C02F101/38
摘要
本发明涉及一种含亚甲基蓝染料废水耦合加氢脱色处理方法。具体处理方法为：在含亚甲基蓝染料废水中加入硼氢化钠水溶液，使用水滑石衍生镍基催化剂，在室温下进行制氢‑加氢耦合催化脱色处理。催化性能评价表明，反应20分钟后亚甲基蓝废水脱色率最高达到95%以上。本发明提供的含亚甲基蓝染料废水加氢脱色处理方法，具有操作简单、反应条件温和、亚甲基蓝耦合加氢脱色效果好等特点。
权利要求书
1.一种含亚甲基蓝染料废水耦合加氢脱色处理方法，其特征在于：在含亚甲基蓝染料废水中加入硼氢化钠水溶液，使用水滑石衍生镍基催化剂在室温下进行制氢-加氢耦合反应脱色处理，脱色率最高达到95%以上。
2.如权利要求1所述的水滑石衍生镍基催化剂，其制备方法特征在于：
(1)EDTA插层水滑石的制备：称取3.0041g EDTA，溶于100mL去离子水中，然后将其缓慢滴加到7.6944g Mg(NO3)2·6H2O和3.7880g Al(NO3)3·9H2O配成的100mL混合溶液中，在搅拌下用浓度为0.40mol/L的氢氧化钠溶液维持体系的pH=9.0～10.0;待滴加完成后将所得的浆液在90℃下晶化24h;然后过滤、洗涤，所得滤饼在80℃的烘箱中烘12h，得到EDTA插层水滑石样品;
(2)水滑石衍生镍基催化剂的制备：称取制备的EDTA插层水滑石4.0125g和1.4505～14.5075g硝酸镍加入装有50～500mL蒸馏水的锥形瓶中，用保鲜膜封住瓶口，将锥形瓶放在30～70℃的恒温振荡器中振荡0.5～5h;取出后过滤、洗涤，并置于50℃烘箱中烘4h，得到淡蓝色固体;取上述烘干后的产物4g和2g硼氢化钠固体加入装有100mL蒸馏水的三口瓶中，在80～130℃下回流搅拌1～5h，等固体颜色变为黑色，快速过滤后置于密封瓶中加去CO2的蒸馏水保存。
说明书
一种含亚甲基蓝染料废水耦合加氢脱色处理方法
技术领域
本发明涉及一种含亚甲基蓝染料废水耦合加氢脱色处理方法。
背景技术
亚甲基蓝是一种芳香杂环化合物，被用作化学指示剂、染料、生物染色剂和药物使用。染料的可生化性一般都较差，并使污水呈现出一定的色度。由于亚甲基蓝分子结构中含有芳香杂环，结构相对稳定，很难被一些常规的方法降解，易引起严重的环境污染问题。因此，对于含亚甲基蓝废水的处理也是一个研究热点。目前对于亚甲基蓝的处理技术主要有催化和吸附两大类。已报道的催化剂有TiO2、TiO2掺杂催化剂、金属酞菁等。吸附剂主要有活性炭、LDH-细菌聚合体和负载酵母的硅藻土基多孔吸附剂等无机材料;水凝胶等高分子材料。本发明拟提出使用硼氢化钠分解制氢与亚甲基蓝加氢耦合，来对含亚甲基蓝染料废水进行脱色处理。
要使该制氢-加氢耦合反应发生，需要设计一类双功能催化剂，经过筛选，负载型镍基催化剂具有较好的制氢和加氢效果。本发明拟采用含镍水滑石作为前驱体，通过还原来制备负载型镍基催化剂，应用于亚甲基蓝耦合加氢脱色反应来处理染料废水。水滑石(layered double hydroxides，简称LDHs)是一种结构类似于水镁石[Mg(OH)2]的层状阴离子型粘土。其化学组成通式为：[M2+1-xM3+x(OH)2]x+(An-)x/n·mH2O，An-为层间阴离子，x为M3+/(M2++M3+)的离子数比，m为结晶水数量。水滑石具有良好的热稳定性能、层间阴离子的可交换性和插层功能，可作为药物或者催化剂的载体。同时，水滑石层板金属具有可调变性，可以掺杂高光催化活性的物质。近年来，也有采用水滑石或者类水滑石处理亚甲基蓝废水的研究报道。许伟英等研究了Ni-Fe层状双金属氢氧化物对亚甲基蓝的吸附(许伟英等，硅酸盐通报，2015，34(4)：1031-1035)。发明专利(专利号201510279684.8)提出了锌锡二元水滑石光催化降解甲基橙和亚甲基蓝的混合染料。发明专利(专利号201110405088.1)提出了一种Mg/Zn/In复合金属氧化物光催化剂在可见光照射下降解催化亚甲基蓝。
本发明提供的一种含亚甲基蓝染料废水耦合加氢脱色处理方法，实现了含镍水滑石衍生催化剂作用下硼氢化钠分解制氢和亚甲基蓝加氢脱色的耦合反应，可以实现对亚甲基蓝染料废水的脱色处理。
发明内容
本发明目的是提供一种含亚甲基蓝染料废水耦合加氢脱色处理方法。
本发明采用的技术方案：
一种含亚甲基蓝染料废水加氢脱色处理方法，所述方法为：在含亚甲基蓝染料废水中加入硼氢化钠水溶液，使用水滑石衍生镍基催化剂在室温下进行催化耦合加氢脱色处理。
所述水滑石衍生镍基催化剂按如下方法制备：
(1)EDTA插层水滑石的制备：称取3.0041g EDTA，溶于100mL去离子水中，然后将其缓慢滴加到7.6944g Mg(NO3)2·6H2O和3.7880g Al(NO3)3·9H2O配成的100mL混合溶液中，在搅拌下用浓度为0.40mol/L氢氧化钠溶液维持体系的pH=9.0～10.0;待滴加完成后将所得的浆液在90℃下晶化24h;然后过滤、洗涤，所得滤饼在80℃的烘箱中烘12h，得到EDTA插层水滑石样品;
(2)水滑石衍生镍基催化剂的制备：称取制备的EDTA插层水滑石4.0125g和1.4505～14.5075g硝酸镍加入装有50～500mL蒸馏水的锥形瓶中，用保鲜膜封住瓶口，将锥形瓶放在30～70℃的恒温振荡器中振荡0.5～5h;取出后过滤、洗涤，并置于50℃烘箱中烘4h，得到淡蓝色固体;取上述烘干后的产物4g和2g硼氢化钠固体加入装有100mL蒸馏水的三口瓶中，在80～130℃下搅拌1～5h，等固体颜色变为黑色，快速过滤后置于密封瓶中加去CO2的蒸馏水保存;
(3)取10mL 25mol/L的亚甲基蓝溶液和10mL 2.9g/L的硼氢化钠溶液于烧杯中，加入步骤(2)制备的水滑石衍生镍基催化剂0.8659g，室温下用磁力搅拌器搅拌;每10分钟取样、离心，取上层清液并用紫外-可见分光光谱仪在亚甲基蓝的最大吸收波长处(665nm)测量吸光度，计算反应开始前和反应20min后溶液的吸光度值来计算脱色率。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：本发明提供的一种含亚甲基蓝染料废水加氢脱色处理方法，具有耦合加氢脱色实验操作简单、反应条件温和、加氢脱色效果好等特点。
