[发明专利]高效处理染料废水的复合材料的制备方法、制得的复合材料及其应用

说明书

本发明提出一种高效处理染料废水的复合材料的制备方法、制得的复合材料及其应用，属于精细化工领域，该复合材料能够高效处理染料废水，且具有染料去除率高、易回收等特点。该技术方案包括配制空心介孔硅亚微米球悬浮液和氧化亚铜悬浮液，将二者混合并调节溶液pH值后，向该溶液中加入乙醇和十二烷基硫酸钠，搅拌均匀后，加入去离子水,继续搅拌，恒温超声振荡，抽滤，洗涤产物，室温条件下干燥后,研磨成粉末状，得到所述复合材料。本发明能够应用于亚甲基蓝或亚甲基蓝溶液的去除中。

技术领域

本发明属于精细化工领域，涉及一种高效处理染料废水的复合材料的制备方法、制得的复合材料及其应用，尤其涉及一种具有强化分散性能的高效处理有机染料废水的空心介孔硅亚微米球-氧化亚铜复合材料的制备及其应用。

背景技术

随着印染行业和纺织行业的发展，染料废水被大量排放，严重威胁了自然生态平衡和人类的健康发展。工业染料废水具有水量大、有机污染物含量高、色度大、部分染料废水含重金属污染物等特点。目前常规的处理方法如絮凝法、膜分离法和生物去除法等均难以对其进行有效的处理。随着研究的深入，人们发现吸附法和半导体光催化技术分别在染料废水的治理中展现出诱人的应用前景。

其中，吸附法以吸附量大，操作简单，成本低的优势被广泛应用于染料废水的处理中。光催化氧化法作为一种深度氧化法，以其耗能低、反应条件温、成本低、绿色无污染和操作简单等特点，被公认为最具有发展前景的污染物治理技术。

部分光催化材料为了提高光催化效果，往往做成纳米尺度以提高其比表面积，增加其对光能的利用率，但纳米颗粒往往会通过团聚的方式以达到稳定状态。团聚后的光催化剂由于表面积的减少造成光催化活性位点减少从而大大影响其光催化效率。因此，使用适当的载体，减少光催化剂团聚是解决光催化材料在应用中的关键。例如：申请号为2010101883418的专利申请公开了一种由MCM-41系列介孔分子筛负载氧化亚铜光催化剂的制备方法制备得到的材料以及由申请号为201010188330X的专利申请所公开的以毛毡为载体，以表面镀氧化亚铜的MCM-41系列介孔分子筛和二氧化钛凝胶为光催化剂的制备方法制备得到的材料。

上述所制备得到的材料中均利用了介孔分子筛和氧化亚铜，这主要是因为介孔分子筛具有有序可调的规则孔径和结构，比表面积大，机械性能稳定，无毒性，在环境治理和保护等方面被广泛应用；氧化亚铜作为一种能对可见光响应的P型半导体光催化材料，能够充分吸收太阳光中的可见光，激发出光生电子-空穴对，空穴与H₂O、OH^-等反应生成·OH、O₂^-、H₂O₂等强有力的氧化剂，在光催化反应中具有较高的活性，从而可以将染料废水中的有机污染物氧化成二氧化碳和水，绿色无污染。

但由于氧化亚铜为粉末状催化剂，其在反应液中容易发生团聚，团聚后的氧化亚铜光催化活性位点数大量减少，导致采用氧化亚铜进行光催化存在光催化效率低及难回收、易造成二次污染等问题。因此，如何提供一种具有强化分散性能的复合材料，以高效处理染料废水，且具有染料去除率高、易回收等特点，将成为本领域技术人员的研究重点。

发明内容

本发明提供了一种高效处理染料废水的复合材料的制备方法、制得的复合材料及其应用，该复合材料能够高效处理染料废水，且具有染料去除率高、易回收等特点。

为了达到上述目的，本发明的一方面提供了一种高效处理染料废水的复合材料的制备方法，包括如下步骤：

将空心介孔硅亚微米球置于第一反应器中，加入适量去离子水,超声振荡搅拌10-20min，使空心介孔硅亚微米球分散均匀，得到A悬浮液；

新配氧化亚铜悬浮液，超声振荡搅拌10-20min，使氧化亚铜充分分散，得到B悬浮液；

将所述A悬浮液与所述B悬浮液混合，得到C悬浮液，调节所述C悬浮液的pH值调至6.5-10.5；