一种用于降解甲基橙的含金催化剂

2017-01-07
研发部

               一种用于降解甲基橙的含金催化剂

  甲基橙是一种水溶性染料,广泛地应用于纺织印染行业,同时,甲基橙也是典型的 致癌致畸变有害物质,对环境和人体危害巨大。因此,降解纺织印染行业废水中的甲基橙对 保护环境和人体健康有重要意义。现有的降解甲基橙的方法多是利用半导体材料(例如二 氧化钛)的光催化效应或多种化学物理综合作用(包括氧化、辐射、超声等作用)使甲基橙 降解。但这些技术所需设备昂贵、工艺复杂、处理效率低下,很难满足现实需要。

本文所要解决的技术问题是提供一种用于降解甲基橙的含金催化剂及其制备 和应用,本发明无需大型专业设备,也无需吸附、过滤、搅拌等工艺,只需将含金催化剂加入 到含甲基橙的废水中,在过氧化氢的作用下通过自发的扩散作用即可降解甲基橙。采用的技术方案如下:

(1)多孔氧化硅的制备:将硅源溶于水中,加入硫酸,室温搅拌3-6h,陈化,调节pH为9-11,70-120 °C条 件下,水热处理5-10h,洗涤,干燥,得到多孔氧化硅;其中硅源、水、硫酸的比例为5-10g : 50-100mL :2〇-50mL ;

(2)引发剂在多孔氧化硅上的固载:将多孔氧化硅浸入溶剂中,加入引发剂,在氮气保护下反应12-24h,过滤、洗涤,得 到表面固载引发剂的多孔氧化硅;其中多孔氧化硅、溶剂、引发剂的比例为l-3g :20-50mL : 0. l-〇. 3mL ;

(3)氧化硅表面接枝离子液体:将表面固载引发剂的氧化硅加入到N,N-二甲基甲酰胺中,然后加入氯化亚铜、 2, 2 联吡啶、离子液体,氮气保护下,60-100°C反应12-24h,过滤,洗涤,真空干燥,得到表 面接枝离子液体的氧化硅;其中表面固载引发剂的氧化硅、N,N-二甲基甲酰胺、氯化亚铜、 2, 2 联吡啶、离子液体的比例为 l-3g :20-50mL :5-18mg :15-50mg :1. 5-5g ;

(4)含金催化剂的制备:将表面接枝离子液体的氧化硅加入到氯金酸水溶液中,超声,搅拌,过滤,然后加 入还原剂,即得含金催化剂;其中表面接枝离子液体的氧化硅、氯金酸、硼氢化钠的比例为 0.1-0. 4g :8_35mL :l_5mL。

所述离子液体的制备:将2g的1-甲基咪唑溶于20mL的N,N-二甲基甲酰胺中,加热至80°C,然后缓慢滴 加4. 5g的4-氯甲基苯乙烯,反应24小时。减压蒸馏除去溶剂,用乙酸乙酯洗涤产物多次, 40°C真空干燥6小时,得产物1-(4-乙烯基苄基)-3-甲基咪唑氯盐。

所述引发剂的制备:LOg的2-溴异丁酰溴溶于IOOmL的甲苯中,加入2mL三乙胺(TEA),再加入1.8mL 的3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APS),室温反应12小时。过滤除去沉淀,旋蒸滤液得引发剂 BTPAm。

本方案制备简单快速,无需特殊的设备和仪器;制备工艺绿色环保,对环境人体无害;实施简便,可以快速彻底地降解印染废水中的甲基橙,保护环境和人们身体健康,有力地催进和保障了纺织和印染行业的稳定快速发展;无需投入大量资金购买设备和占地建厂,节约了国家资金,节省了大量人 力、物力和社会财富,催进了社会的和谐稳定。

来源:内江洛伯尔材料科技有限公司