[发明专利]一种吸附和光催化联用处理茜素红废水的方法

说明书

本案涉及一种吸附和光催化联用处理茜素红废水的方法，向含25～300mg/L的茜素红废水中按每10ml添加4～16mg的吸附‑光催化剂，在pH为3～6，温度为10～50℃，自然光照条件下处理2～5h；其中，所述吸附‑光催化剂为PANI/CNTs复合材料，将水、D‑樟脑磺酸、苯胺、苯胺二聚体和碳纳米管超声混合，取得混合液；将混合液和过硫酸铵混合进行反应，得PANI/CNTs复合材料。本发明通过简单的制备方法制得了PANI/GO和PANI/CNTs复合材料，是以吸附和光催化联用来处理茜素红染料废水的，染料废水的去除率较高，PANI/CNTs复合材料对茜素红的去除率可达到90％以上。

技术领域

本发明涉及染料废水处理技术领域，具体涉及一种吸附和光催化联用处理茜素红废水的方法。

背景技术

茜素红作为一种典型的蒽醌类染料，在纺织工业中得到广泛应用，这种阴离子染料被广泛用于尼龙和羊毛的染色。然而，茜素红由于其化学结构中存在芳环而具较高的物理化学稳定性、光热稳定性，难以自然降解，这些未经处理的茜素红废水直接排放到湖泊、溪流和池塘等水生环境中，这可能对水生态系统和人类健康造成严重威胁。

为了实现获得清洁饮用水的目标，目前针对茜素红废水的去除研究主要有两种方法：一是物理方法，如吸附、膜过滤、离子交换等，该方法效率高，处理量大，但只是将茜素红从水中转移，易造成二次污染；二是化学方法，如化学试剂氧化、电化学阳极氧化、光催化降解等，该方法可将茜素红降解成无毒或矿化的物质，但效率低，只能处理较低浓度的茜素红废水。为了克服单一方法的缺点，近几年学者提出了吸附-光催化处理技术，即所吸附的污染物可以通过光催化过程被降解成无毒或矿化的物质，进一步提高了吸附-光催化剂的废水处理性能，但目前鲜少有人通过吸附-光催化技术来处理茜素红废水。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种吸附和光催化联用处理茜素红废水的方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种吸附和光催化联用处理茜素红废水的方法，包括如下步骤：

向含25～300mg/L的茜素红废水中按每10ml添加4～16mg的吸附-光催化剂，在pH为3～6，温度为10～50℃，自然光照条件下处理2～5h；其中，所述吸附-光催化剂为PANI/CNTs复合材料或PANI/GO复合材料；制备过程如下：

PANI/CNTs复合材料：将水、D-樟脑磺酸、苯胺、苯胺二聚体和碳纳米管(CNTs)超声混合，取得混合液；将混合液和过硫酸铵混合进行反应，得PANI/CNTs复合材料；

PANI/GO复合材料：将水、D-樟脑磺酸、苯胺和苯胺二聚体超声混合，取得混合液，加入过硫酸铵混合进行反应，得聚苯胺纳米纤维；将聚苯胺纳米纤维与羧基化氧化石墨烯(GO)加入水中共混反应，得PANI/GO复合材料。

进一步地，所述PANI/CNTs复合材料制备过程中，水、樟脑磺酸、苯胺、苯胺二聚体、碳纳米管和过硫酸铵的质量体积比为10ml:1.3～1.5g:190～200μL:10～12mg:100mg:0.4～0.5g。

进一步地，所述PANI/GO复合材料制备过程中，水、D-樟脑磺酸、苯胺、苯胺二聚体和过硫酸铵的质量体积比为10ml:1.3～1.5g:190～200μL:10～12mg:0.4～0.5g；聚苯胺纳米纤维与羧基化氧化石墨烯的质量比为2:1。

进一步地，所述吸附-光催化剂为PANI/CNTs复合材料。