[发明专利]一种纳米磁珠催化双氧水降解碱性品红的方法

说明书

本发明涉及一种纳米磁珠催化双氧水降解碱性品红的研究。碱性品红是一种三苯甲烷染料，其随意排放将会对日益紧张的饮用水源造成极大威胁。磁性纳米颗粒具有高比表面积、良好催化性能以及磁性易分离从而可再生的特性。本发明采用纳米磁珠催化H₂O₂氧化分解染料分子，极大地提高了H₂O₂降解染料分子的速率，有效缩短降解时间，纳米磁珠可多次循环使用且对环境无二次污染。这类采用纳米磁珠催化降解染料废水的新技术，有望为工业染料废水的处理开辟新途径。

技术领域

本发明属于难降解有机污染物降解技术领域，具体涉及一种纳米磁珠催化双氧水降解碱性品红的方法。

背景技术

碱性品红是一种三苯甲烷染料，广泛应用于工业印染。染料废水是水体污染的重要源头之一，有机染料废水中的化合物普遍具有有机物含量高、组成复杂、pH值变化大和生物难降解等诸多特点，若未经处理排放或处理不达标，将严重威胁人类及水生动植物的健康，造成不可预计的后果，因此设计一种降解碱性品红的方法具有极其重要的意义。传统的染料废水处理技术，都还存在一定的缺陷，如电Fenton氧化法，虽然有所需仪器设备简单、实验条件温和、设备简便及降解效率高等优点，但是易造成二次污染，且要求为酸性环境；臭氧氧化法，操作简便，无二次污染，但成本较高，因此，研究开发低成本高效率且可靠的染料废水处理技术一直以来都备受广大研究者的关注。

纳米磁珠又称磁性微球，是由磁性载体和功能基团或有机与无机材料所构成的球型磁性材料。纳米磁珠因其优越的外加磁场响应性及高比表面等特性，使其在废水处理中的应用非常广泛。制备的高磁性Fe₃O₄纳米磁核由于具有易团聚和易氧化的缺点，通常需要对其表面进行改性修饰。根据对磁性载体表面改性的不同，可以分为无机改性和有机改性。无机改性主要包括SiO₂、TiO₂、Au等，其中SiO₂因其独特的理化性质使之得到了研究者极大的关注，是当今磁性复合材料研究的热点之一，经改性SiO₂，不仅克服了Fe₃O₄纳米磁核易团聚和易氧化的缺点，还保持了纳米磁核优良的磁响应性能，更是提高了其化学稳定性、生物兼容性以及热力学性质等，赋予了纳米磁珠一系列新的性能。

纳米磁珠结合二氧化硅的抗氧化及纳米磁核优良的磁响应性能，赋予其高比表面积、可再生和易分离的特性，使之作为催化剂在染料废水的处理方面展现了良好的应用前景。一方面纳米磁核Fe₃O₄溶出的少量铁离子能够与H₂O₂形成Fenton体系，使之能够大大加速染料废水的降解速度；另一方面纳米磁珠的高比表面积和对染料分子的微弱吸附、能够为H₂O₂降解染料废水提供了大的反应面积，同样可以加速染料分子的降解，因此，采用纳米磁珠作为催化剂，催化H₂O₂降解有机染料废水，不仅方案理论上切实可行，而且也将具有绿色经济的实用性，其研究成果有望开发快捷高效的有机染料废水处理新技术，在废水防治和环境科学领域具有重要的科学意义及应用价值。

发明内容

本发明的旨在提供一种纳米磁珠催化双氧水降解碱性品红的方法，为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

本发明提供Fe₃O₄@SiO₂纳米磁珠催化双氧水降解碱性品红的方法，包括以下步骤。