[发明专利]一种有机半导体二苯基蒽唑啉化合物光催化氧化处理亚甲基蓝废水方法

说明书

本发明属于污水处理领域，具体涉及1种有机半导体材料二苯基蒽唑啉化合物降解染料污水的方法。在亚甲基蓝废水中加一定量2，6‑二(4′‑二苯氨基)苯基‑4，8‑二苯基‑1，9‑蒽唑啉化合物、过氧化氢溶液，曝气并剧烈搅拌的情况下，pH在9‑11，温度在20‑40℃下，高压汞灯照射进行光催化降解30h，COD去除率在95％以上，光催化剂可重复使用7次。

技术领域

本发明涉及染料污水处理领域，具体的说涉及一种有机半导体光催化氧化染料污水的工艺应用。

技术背景

染料污水是一类具有生物毒性大，水质变化范围大、色度深、组分复杂、浓度高、COD高、BOD/COD低、可生化性差。这类化合物存在高度致癌性，极易使人体诱发病变，所以有效的处理染料污水十分重要。

目前处理染料废水的方法主要有物理法和化学氧化法。物理法是通过物理过程来去除废水中的有机污染物，主要有混凝沉淀法、气浮法、吸附法、萃取法和液膜法。化学氧化法是指利用强氧化剂或催化剂氧化分解废水中的有机污染物，将其直接矿化为无毒无害的小分子物质。根据化学氧化处理技术的发展进展可分为传统氧化法和高级氧化法，传统氧化法是利用氯气、次氯酸钠溶液、过氧化氢、臭氧、高锰酸盐等强氧化剂将有机染料分子氧化分解，同时氧化水溶液中还原性物质。传统氧化法具有氧化速度快、净化率高等优点，已经被很多企业广泛利用。高级氧化法是以高活性、强氧化性的羟基自由基作为主要的氧化剂的氧化过程，它是一种近年来的高新处理污水技术。羟基自由基的氧化电位极高，为2.8eV，仅次于氟，因此该氧化法具有对有机污染物氧化彻底、反应无选择性等优点，目前成为新的污水处理发展方向。高级氧化法主要有臭氧/超声波氧化法，Fenton试剂催化氧化法，湿式氧化法和光催化氧化法等。

光催化降解技术是几年来发展的新型和高效污水处理方法，光催化氧化法是指在光照条件下具有不同类型(电子或离子)电导的半导体表面或者两个导体的界面上产生自由基，从而进行催化的一种方法，是高级氧化法的新型污水处理技术。早在20世纪70年代J.H.Garey等报道了在紫外光照射下TiO₂可降解有机物多氯联苯脱氯以来(John.H.Carey，et al.Photodechiorination of PCB in the Presenee of Titanium Dioxide inAqueous SusPensions.Bull.Environ.Coniam.Toxie.1976，16(6)：697-701)，光催化氧化技术作为一种处理水的新方法便引起了国内外广泛的重视，光催化剂多为n型半导体材料，如TiO₂、CdS、WO₃、ZnO和SnO₂等。目前TiO₂是光催化效果好，化学稳定性好、对人体低毒、货源充足、价格低廉的无机半导体光催化剂。和其他无机半导体材料一样，TiO₂粒子的能带结构一般由填满电子的低能价带(VB)和空的高能导带构成(CB)，它们之间由禁带分开。当以能量等于或大于TiO₂的禁带宽度(Eg＝3.2eV)的光照射TiO₂时或者当它吸收了波长小于或等于387.5nm的光子后，价带电子被激发，越过禁带进入导带，在导带上产生带负电的高活性电子(e-)，在价带上留下带正电荷的空穴(h⁺)，光生空穴具有很强的夺电子能力，可以夺取吸附在TiO₂表面的有机污染物的电子，从而对有机污染物有氧化分解作用，光催化降解技术快速矿化污染物或提高其可生化性，具有适用范围广、反应速率快、氧化能力强的特点，在处理印染、农药、制药废水和垃圾渗滤液等高毒性难降解废水方面具有很大的优势Lachheb H报道用的TiO₂悬浊液光催化降解五种染料废水(Lachheb，H.；Puzenat，E.；Houas，A.；Ksibi，M.；Elaloui，E.；Guillard，C.；Herrmann，J.-M.，Photocatalyticdegradation of various types of dyes(Alizarin S，Crocein Orange G，Methyl Red，Congo Red，Methy-lene Blue)in water by UV-irrad-iated titania.AppliedCatalysis B：Environm ental 2002，39，75-90.)。Philippidisa N等人报道用以TiO₂为半导体催化剂在紫外灯为光源光催化降解吡虫啉农药废水(Philippidisa N，Sotiro po-ulosa S，Efstathioub A，et al.Photoelectrocatalytic degradation of theinsecticide imidaclop rid using TiO₂/Ti electrode.Journal of Photochemistryand Photobiolog y A：Chemis-try，2009，204：129-136)。Chin Mei Ling等合成了TiO₂薄膜光催化剂，并以溶胶的形式附着在玻璃上，对含酚废水进行光催化工艺研究(Chin MeiLing，Abdul Rahan Mohamed，Subhash Bhatia.performance of photoe-atalytieReaetors using immobilized TiO₂film for the degradation of Phenol andmethylene blue dye Pres-e nt in Water stream，ChemosPhere，2004，57，547-554)。