[发明专利]一种用于染料降解的催化剂及染料降解的方法

说明书

本发明属于光催化领域，涉及到一种染料催化剂及染料降解的方法。本发明所述的染料催化剂分子式为：Zn_0.64Al_0.36(OH)₂(CO₃)_0.18·0.86H₂O。采用本发明所述的催化剂对偶氮染料罗丹明B染料(RhB)在3h的降解率达到95％以上，对亚甲基蓝在1h的降解率达到96％以上。本发明所述的催化剂不溶于水，方便离心分离和重复利用，二次利用的催化剂对罗丹明B(RhB)在3h的降解率达到80％以上，对亚甲基蓝在1h的降解率达到90％以上。

技术领域

本发明属于光催化领域，涉及一种染料降解催化剂及采用该催化剂进行染料降解的方法。

背景技术

随着我国经济的高速稳定发展，国内纺织染料产业也进一步发展，在2014年我国染料的总产量达到91.72万吨，染料废水成为环境污染源之一，如何低成本的处理染料废水成为当今环保的重要问题。目前，处理染料废水的方法主要分为三大类：1、物理吸附，2、化学处理，3、生物处理。其中物理吸附对可溶性染料的吸附是有选择性的，成本较高，浓缩污染物无法处理；化学处理可能会造成二次污染，成本较大；生物处理主要有真菌脱色和细菌脱色，真菌和细菌对染料有选择性并且培养菌落周期长，成本较高。因此，寻找一种利用可见光对染料进行催化降解，可重复利用的催化剂是具有实际应用和潜在的应用前景。

水滑石材料属于阴离子型层状化合物，在催化剂与催化剂载体等领域得到广泛应用。早在20世纪90年代，Mylonas等(Mylonas A，Papaconstantinou E.Photocatalyticdegradation of chlorophenols to CO2，and HCl with polyoxotungstates in aqueoussolution[J].Journal of Molecular Catalysis，1994，92(3)：261-267.)认识到POM在有机污染物光催化降解方面的潜在价值，随即对氯酚、苯酚、氯乙酸、异丙醇、农药林丹进行了光催化降解研究。这些研究主要是采用均相杂多酸作为催化剂(Shui-Jin，Yang，Yu-Lin，etal.Photocatalytic degradation of organic dyes with H3PW12O40/TiO2-SiO2[J].Rare Metals，2015，35(10)：1-7.)，均相催化剂具有优良的催化效果，然而缺陷也特别明显，不能够回收重复利用。因此，寻找一种可回收利用，低成本的催化剂对染料进行降解的方法是处理大量污水的发展趋势。

发明内容

本发明的目的是提供一种催化剂及其制备方法，以及一种采用上述催化剂对染料污水进行重复降解的方法。

本发明采用的催化剂为层状结构，其分子式为Zn0.64Al0.36(OH)2(CO3)0.18·0.86H2O。

该催化剂具有不溶于水的特性，因此能够离心回收达到重复利用的效果，并且重复利用后效果降低很少。

所述催化剂具体制备方法如下：在室温下按一定比例称取一定量的硝酸锌、硝酸铝、氢氧化钠和碳酸钠，加入一定量的蒸馏水，倒入烧杯经反应制备而成。

在上述制备方法中，将烧杯置于20～100℃的水浴环境中1～20小时，最后将产物离心、水洗和干燥得到催化剂。

本发明还提供了一种采用所制备的催化剂进行染料降解的方法，具体包括：称取一定量的催化剂和一定体积的染料，采用氙灯模拟自然光，在光强为中等条件下进行搅拌光催化反应，实现染料降解。

所述的降解方法中，所采用的染料为：罗丹明B和亚甲基兰。

所述的降解方法中，催化剂和染料的质量和体积比例为：1g∶1000ml～1g∶50ml。