[发明专利]一种利用黄铁矿强化铁基非晶合金去除偶氮染料的方法

说明书

本发明公开了一种利用黄铁矿强化铁基非晶合金去除偶氮染料的方法，包括以下步骤：步骤一，筛选黄铁矿后得到不同粒径的黄铁矿，并将黄铁矿进行清洗后真空烘干；步骤二，剪切铁基非晶合金条带，将铁基非晶合金条带剪切为片状；步骤三，调节偶氮染料废水的初始pH，初始pH范围为4‑10；步骤四，将带材与黄铁矿混合后投入不同pH的偶氮染料废水中反应，黄铁矿的粒径范围从10目到400目，铁基非晶合金条带与黄铁矿的混合比例为1:4‑4:1。本发明发现在黄铁矿的协同作用下FeSiB非晶对偶氮染料去除速率远高于零价铁粉，铁基非晶的表面在反应过程中相较于粉末不易钝化能够保持反应活性，带材相较于粉末更易于回收利用还有效地拓宽了材料的适用pH范围，简单高效，经济实惠。

技术领域

本发明涉及环境治理技术领域，特别涉及一种利用黄铁矿强化铁基非晶合金去除偶氮染料的方法。

背景技术

我国工业废水主要由印染和纺织行业排放的染料废水组成。大量的印染废水中的染料具有毒性等特点，因此，必须对其进行处理之后才能排放。全世界范围内每年约有100万吨的染料产生，其中三分之二为极难处理的偶氮染料。偶氮染料具有色度高，难降解等特点，因而会对环境造成严重的危害。与此同时，它还会产生引起人体病变的芳香胺化合物，因此，对偶氮染料的污水处理是处理印染废水的重中之重。目前印染废水处理方法主要有物理法，化学法和生物法。物理法不能彻底降解污染物，容易造成废物堆积和二次污染；生物法对环境要求高，且微生物稳定性差，只能处理中，低浓度的偶氮染料。

化学法目前常用的催化降解剂是零价铁(Zero-valent iron,ZVI),然而在存储和降解过程中零价铁粉的表面都极易发生钝化现象，导致其对染料的降解效率低下。因此，急需找到一种价格低廉、反应活性高、循环利用性好的新型催化降解材料作为ZVI的替代品。非晶态合金(Metallic glasses,MGs)由于其热力学亚稳态结构，从而具有优异的催化活性，逐渐成为了催化降解领域的研究重点。研究表明，铁基非晶合金在染料废水处理中表现出超高的降解效率、较低的金属浸出率和稳定的催化性能。铁基非晶合金粉的降解偶氮染料的速度相较于零价铁粉能提高1000倍(S.Xie,P.Huang,J.J.Kruzic,X.Zeng andH.Qian,A highly efficient degradation mechanism of methyl orange using Fe-based metallic glass powders.Scientific reports,2016,6,1-10)。因此，利用铁基非晶合金去除偶氮染料废水具有广阔的应用前景，降解过程中的降解速率和pH的适用范围仍然需要进一步提高和拓宽。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种利用黄铁矿强化铁基非晶合金去除偶氮染料的方法，以解决上述问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种利用黄铁矿强化铁基非晶合金去除偶氮染料的方法，包括以下步骤：

步骤一，筛选黄铁矿后得到不同粒径的黄铁矿，并将黄铁矿进行清洗后真空烘干；

步骤二，剪切铁基非晶合金条带，将铁基非晶合金条带剪切为片状；

步骤三，调节偶氮染料废水的初始pH，初始pH范围为4-10；

步骤四，将带材与黄铁矿混合后投入不同pH的偶氮染料废水中反应，黄铁矿的粒径范围从10目到400目，铁基非晶合金条带与黄铁矿的混合比例为1:4-4:1。

进一步的，步骤一中，筛选得到粒径分别为10-20目，20-60目，60-100目，100-200目和200-400目的黄铁矿，并通过pH＝1的稀盐酸洗去表面氧化物，随后用乙醇和丙酮溶液超声清洗黄铁矿表面颗粒物后真空烘干待用。

进一步的，步骤二中，铁基非晶合金条带为FeSiB非晶合金条带，其分子式为：FexSiyBz，其中x、y、z分别表示合金中Fe、Si、B的原子百分比，74≤x≤84，6≤y≤16，6≤z≤16，且x+y+z＝100。