[发明专利]一种有机/无机杂化材料的制备方法及其在特异性吸附-催化三苯甲烷类染料降解中的应用

说明书

技术领域

本发明属于有机染料废水的处理技术领域，具体涉及一种有机/无机杂化材料的制备方法及其在特异性吸附-催化三苯甲烷类染料降解中的应用。

背景技术

三苯甲烷类染料是一种多苯环化合物，使用面较广，主要用于纺织品、皮革、染色剂等。这种染料及其中间降解产物具有高毒素、高残留和致癌、致畸、致突变等副作用，从生产、运输、使用等环节进入环境，势必造成污染，为生态环境带来冲击。由于此类染料结构复杂，目前对于三苯甲烷类染料的处理研究主要集中在光降解和微生物降解方面，但这两种方法都存在处理浓度低(<50mg/L，1mmol/L≈400mg/L),或反应时间长(从数十分钟到数十小时)的缺点，传统的染料工业处理过程有絮凝沉淀、微生物处理、氧化降解等几个步骤，处理环节多，操作不便，费时长，成本高，吸附脱色具有只吸附染料，但不破坏其结构的特点，但目前使用的吸附剂往往存在吸附量不够，或再生不容易的缺点。高级氧化法脱色被认为是一种很有前途的方法，但其昂贵的价格成为制约其广泛应用的重要原因，并且会带来二次污染。因此采用强化物理化学并且结合催化剂催化降解的方法将有非常广阔的应用前景。CaCO₃是一种重要的无机化工产品，它被广泛的应用于橡胶、塑料、造纸、涂料、油墨、医药等工业中。同时应用于金属离子的吸附以及药物载体，但对染料无明显吸附作用。

多孔材料在当前的材料科学中是发展非常迅速的一种多功能材料，而多级复合孔材料是随着多孔材料的发展而产生的一种不同于单一孔材料的新型多孔材料，这种材料具有不同的孔径分布，并且逐级分布，因而性质更加优越。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的问题，提供一种制备过程简单、成本低廉、产品具有高效催化降解能力的有机/无机杂化材料的制备方法及其在特异性吸附-催化三苯甲烷类染料降解中的应用。

本发明制备方法的技术方案是：

包括以下步骤：

1)取A克的香菇多糖溶于BmL的0.1～0.3mol/L的Ca²⁺溶液，混合均匀后添加CmL的0.1～0.3mol/L的CO₃^2-溶液进行反应，其中A：(B+C)＝(0～5)：100，且A不等于0；CO₃^2-：Ca²⁺摩尔配比为1:(0.5～2)；

2)反应结束后生成悬浮液，分离出固相后干燥得到CaCO₃和香菇多糖的有机/无机杂化材料。

所述Ca²⁺溶液是氯化钙溶于水配制而成的；所述CO₃^2-溶液是碳酸钠溶于水配制而成的。

所述步骤1)反应进行8～12min。

所述步骤2)中分离为将悬浮液进行抽滤，并对分离得到的固相先水洗后醇洗。

所述步骤2)中干燥条件为30～50℃下真空干燥1～2h并超声处理。

本发明还包括以上任意一种方法制备的有机/无机杂化材料。

本发明还包括有机/无机杂化材料在特异性吸附-催化三苯甲烷类染料降解中的应用。

所述三苯甲烷类染料包括碱性结晶紫、碱性孔雀石绿，以及酸性苯胺蓝。

本发明杂化材料在特异性吸附-催化三苯甲烷类染料降解中的应用包括以下处理步骤：

每10mL浓度为0.1～1mmol/L的染料溶液中添加5～30mg的CaCO₃和香菇多糖的有机/无机杂化材料，进行吸附和催化处理，催化过程中添加H₂O₂引发降解，在室温下处理5～60min。

所述催化过程中添加10～100μL浓度为0.1mol/L的H₂O₂。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：