[发明专利]一种低廉、高效降解有机染料的复合生物质材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种降解有机染料的复合材料的制备方法。

背景技术

全世界每年都有大量的有机污染物随着工业废水排放到环境中。这些有机污染物不但会使水源染色、能见度下降，更重要的是其毒性甚至会给整个生态系统带来不良影响。虽然人们正在大力推进环境友好的技术手段，减少工业中的用水量和排出的废水量，但废水的污染仍然十分严重。由于有机污染物通常在阳光和高温下很稳定，并且不容易被微生物降解，所以绝大多数的有机污染物并不能被传统污水处理方法所降解。

中国专利CN201410418546.9，专利名称《Fe₃O₄-MnO₂复合催化剂的制备及利用其去除印染废水中有机染料的方法》中公开利用FeSO₄·7H₂O、聚乙烯吡咯烷酮、水、去离子水、NaOH和KMnO₄制备Fe₃O₄-MnO₂复合催化剂，去除印染废水中有机染料的方法。该专利方法主要针对印染废水降解，适用范围有限。降解反应效率较低，重复利用次数较少，且回收工序复杂，随外界环境影响染料脱色率会大幅度的下降。

中国专利CN201210076843.0，专利名称为《可光催化降解有机染料的多金属氧酸盐/树脂杂化材料》，公开了将多金属氧酸盐负载到Merrifield树脂上降解有机染料的制备方法。利用多金属氧酸盐/树脂杂化材料降解有机染料的方法在实际工业生产中所用金属盐类消耗量较大，过多的金属盐虽可提高有机染料降解效率，但同时对环境造成二次污染，被处理水的色度增加明显。大量金属盐的加入产生负面效果，还需额外工序除去金属盐，降低生产效率。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有降解有机染料的材料成本较高，降解率不高，易引起二次污染的问题，而提供一种低廉、高效降解有机染料的复合生物质材料的制备方法。

本发明低廉、高效降解有机染料的复合生物质材料的制备方法按下列步骤实现：

一、在氮气环境下将氯化铜与三氯化铁添加到油酸与正十二硫醇的混合溶液中，加热到120～150℃后均匀搅拌直至固体颗粒完全溶解，得到反应液，向反应液中注入二乙基二硫代氨基甲酸钠三水合物((C₂H₅)₂NCSSNa·3H₂O)的正十二硫醇溶液，在180～220℃的温度下保温10～20min，冷却到室温后收集固相物，依次使用无水乙醇与丙酮清洗固相物，得到超细粉末黄铜矿；

二、将生物质材料粉末置于温度为75～85℃的蒸馏水中加热5～15分钟，然后放入真空干燥箱中进行干燥，得到清洗后的生物质粉末；

三、将超细粉末黄铜矿和清洗后的生物质粉末混合，使用球磨机研磨直至复合材料的颜色均匀分散，得到复合生物质材料。

本发明将超细粉末黄铜矿与生物质材料杨木粉混合制备得到低价、高效降解有机染料的复合生物质材料，利于回收且可重复利用，不造成二次污染，反应条件温和，操作工序简便，克服了传统催化剂降解的成本较高，易引起二次污染的问题。采用本发明所述的1g复合生物质粉末可分别降解339.6mg亚甲基蓝，282.8mg罗丹明B和235.5mg罗丹明6G，采用超细粉末与杨木粉混合的复合生物质材料的降解效果比单一超细粉末降解不同种类有机染料依次高出3.41倍、3.12倍、2.62倍。制备成本节约85％，并且将生物质材料充分发挥达到低质优用目的。

附图说明

图1为实施例一步骤一得到的超细粉末黄铜矿(CuFeS₂粉末)的TEM图(分辨率为50nm)；

图2为实施例一步骤一得到的超细粉末黄铜矿的粒径分布柱状图；

图3为实施例一步骤一得到的超细粉末黄铜矿(CuFeS₂粉末)的HRTEM图；

图4为应用本发明的复合生物质材料降解有机染料反应过程中染料浓度的变化曲线图，其中■代表亚甲基蓝，●代表罗丹明B，▲代表罗丹明6G；

图5为实施例一得到的复合生物质材料降解亚甲基蓝在不同pH值范围内浓度随时间变化曲线图，其中■代表pH＝1.5，●代表pH＝2.5，▲代表pH＝3.5，▼代表pH＝4.5，◆代表pH＝5.5，代表pH＝6.5；