[发明专利]一种降解亚甲基蓝溶液的方法

说明书

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及降解亚甲基蓝溶液的方法。

背景技术

如今，人与自然和谐相处被提上了提倡议程。在经济飞速发展的同时许多国家都面临着不同程度的环境问题，水污染是人们不得不重视的一个挑战。工业废水是水污染的一大污染源，亚甲基蓝是一种广泛使用的有机染料，它比较难降解，又有毒性，对环境的破坏比较大，工业上一般采用双氧水(H₂O₂)来氧化亚甲基蓝(C₁₆H₁₈ClN₃S)使其降解为无毒无色的物质，但是面临着低催化效率的难题，所以科学家们进一步探究，以期能够找到适合的催化剂，提高过氧化氢对亚甲基蓝废水的氧化效率。

CuO是一种无机半导体材料，它的独特的能带结构展现出了一些很有价值的性能，掀起了人们的研究热潮，近年来，在催化领域也得到了科学界的极大关注。本发明是通过CuO薄膜作为催化剂，催化双氧水对亚甲基蓝溶液的分解，使亚甲基蓝溶液100％降解。

发明内容

本发明的目的是提供一种降解亚甲基蓝溶液的方法，其可有效提高工业上降解亚甲基蓝废水的效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种降解亚甲基蓝溶液的方法，采用CuO作为催化剂，催化双氧水对亚甲基蓝溶液的分解。

每100ml浓度为0.5mg/L的亚甲基蓝溶液，配比1.2-1.4mg氧化铜、10-20ml质量分数为30％的双氧水；其中氧化铜可反复使用。

所述CuO为商用纯CuO粉末。

所述CuO为纳米结构的CuO薄膜。

所述纳米结构的CuO薄膜采用磁控溅射镀膜法制备而成。

所述纳米结构的CuO薄膜采用商业纯Cu为靶材，以石英薄膜为基片，利用磁控与蒸发镀膜装置进行磁控溅射镀膜。

采用上述方案后，本发明一种降解亚甲基蓝溶液的方法，氧化铜作为一种有效的催化剂，可以在较短时间内降解含有亚甲基蓝溶液的污水。

进一步地，本发明中，CuO为纳米结构的CuO薄膜，其具有很大的比表面积，较强的基底粘附力，能够有效催化双氧水对亚甲基蓝溶液的降解，在0.5小时内可以达到对亚甲基蓝溶液的有效脱色，在4小时之内可以达到100％的降解效率，并且具有很高的稳定性，可以重复利用。

附图说明

图1是本发明中纳米结构的CuO薄膜的SEM测试结果示意图；

图2是本发明中1号样品(无添加CuO的纯双氧水)利用Origin8.0制图软件进行处理后可见光吸收光谱。

图3是本发明中的2号样品(商用CuO粉末加进双氧水)利用Origin8.0制图软件进行处理后的光谱。

图4是本发明中3号样品(纳米结构的CuO薄膜加进H₂O₂)利用Origin8.0制图软件进行处理后的光谱。

图5是本发明中所制备的纳米CuO薄膜的同步辐射XANES吸收图谱。

具体实施方式

本发明一种降解亚甲基蓝溶液的方法，采用CuO作为催化剂，催化双氧水对亚甲基蓝溶液的分解。此方法简称为HCW法。

本发明中，CuO可采用商用纯CuO粉末。

作为一种优化的选择，本发明中，CuO采用纳米结构的CuO薄膜。此纳米结构的CuO薄膜采用商业纯Cu为靶材，以石英薄膜为基片，利用磁控与蒸发镀膜装置进行磁控溅射镀膜。

本发明中，纳米结构的CuO薄膜的制备方法如下：

(1)准备基片

采用厚度为1mm的石英薄膜为基片，为了避免污染，需要将基片彻底清洗干净。先用无尘布和洗洁精用清水将石英薄膜冲洗干净，然后将石英薄膜放入干净的小烧杯中，往烧杯中倒入丙酮，用超声波清洗器清洗1分钟，回收丙酮后再往烧杯中倒入无水乙醇，再用超声清洗器清洗1分钟，取出石英片，待其晾干后放入样品架，在任意一边贴上2-3mm的实验胶布，装入磁控与蒸发镀膜装置的真空溅射室。本实施例中，磁控与蒸发镀膜装置采用中国沈阳科仪的JGP560H高真空多功能磁控与蒸发镀膜装置。

(2)抽真空

开启磁控与蒸发镀膜装置的总电源和循环冷却水，关闭真空溅射室，检查气密性。打开电磁阀，启动机械泵，等真空溅射室的真空度降至4.0Pa以下时打开分子泵，直至真空溅射室的真空度降至5.0×10^-4Pa以下。

(3)开始镀膜