[发明专利]一种用于降解含偶氮化学键染料的MnBi合金粉末及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于降解含偶氮化学键染料的MnBi合金粉末，其中Mn的重量百分含量为55％～75％，其余为Bi，MnBi合金粉末的平均粒径为2～6μm。选用Mn、Bi两种元素，由于Bi元素与Mn元素之间存在电势差，使得Bi元素能与Mn元素之间形成原电池，促进Mn元素与染料溶液接触，充当电子供体并促进导致偶氮键断裂的反应，本发明提供的MnBi合金粉末能有效降解含偶氮化学键染料，特别是对于刚果红染料降解效果尤为明显。

技术领域

本发明属于污水处理材料领域，尤其涉及一种用于降解含偶氮化学键染料的MnBi合金粉末及其制备方法。

背景技术

水资源是人类及其他生物赖以生存的基础，是日常生活中不可替代的宝贵资源。当今，水资源缺乏，人均占有率低是我国乃至全球基本情况。除此之外，水资源污染越来越严重。水体污染已经成为当今世界影响人类生存健康，社会稳定发展的严重问题。因此，水资源缺乏以及水体污染是人类生存和社会发展的急需解决问题之一。水体污染中，特别是染料污染尤为突出，日益严重。由于染料是一种稳定的有机物，具有耐酸碱、耐光以及生物降解的特性，使其稳定存在于水体中。因此，随工业污水一起排放的工业染料对环境构成了长期污染，这对人类社会以及地球上其他生物构成了严重的危害。

处理含有偶氮染料的工业废水主要有的物理，化学和生物方法。其中物理处理吸附法、化学处理方法以及生物处理方法被广泛应用于偶氮染料处理。物理法处理偶氮染料废水主要包括吸附法、膜分离法、萃取法以及在废水处理中常用的过滤、沉淀、气浮等方法。其中，吸附法是物理处理法中应用最多的一种，利用吸附剂活性炭、离子交换纤维和硅藻土等对废水中的染料进行吸附达到除去或脱色的目的。脱色机理主要包括吸附作用和离子交换作用等。不足的是，物理方法一般只能把有机污染物进行转移，即从液相转移到另一固相或液相，未能从根本上降解染料染物。生物法因不会导致环境二次污染问题且具备运行成本低等优点，被人们广泛认可和接受。但是，偶氮染料可生物降解性低，易在环境中累积进而对各类生物乃至于人类健康造成危害。此外，生物法设备占用面积大，处理周期长，尤其是对一些生物难降解的有机污染物，生物法也不易获得预期的处理效果。为了对偶氮染料进行有效降解，近些年来，一系列新的处理方法被提了出来，如高级氧化法、光催化法等。由此可见，探索一种经济、高效且环境友好的偶氮染料处理新方法、新技术是当前环境污染治理中面临的一个重要且迫切的需求。

在众多偶氮染料降解方法中，零价金属的对偶氮染料的降解方法一直被认为是高效，环保解决方案。这是由于其应用简单快捷、成本低廉、偶氮化合物降解效率高，能将染料分子切割成更适合生物处理工艺中的矿化的产品以及简单的操作。该应用方法非常简单，零价金属与染料溶液接触，充当电子供体并促进导致偶氮键断裂的反应。目前应用于染料降解的零价金属主要是铁及其合金、锰合金、锌合金等。

但目前市场上还缺乏具备优异染料降解性能的Mn合金材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于降解含偶氮化学键染料的MnBi合金粉末及其制备方法，具有优异的降解含偶氮化学键染料的性能。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种用于降解含偶氮化学键染料的MnBi合金粉末，所述MnBi合金粉末中Mn的重量百分含量为55％～75％，其余为Bi，所述MnBi合金粉末的平均粒径为2～6μm。

优选地，所述Mn的纯净度≥99.99％。

优选地，所述Bi的纯净度≥99.99％。

基于相同的发明构思，本发明还提供了一种用于降解含偶氮化学键染料的MnBi合金粉末的制备方法，包括如下步骤：

S1：将称量好的Mn原料、Bi原料放入熔炼炉中进行熔炼，所述Mn原料的重量百分含量为55％～75％，其余为Bi；

S2：将处于熔融状态的MnBi合金进行冷却，制得MnBi合金锭；