CN107720929A - 一种处理甲基橙废水的方法 - Google Patents

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韩靖茜
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Abstract

本发明涉及染料废水处理领域，具体是一种处理甲基橙废水的方法，包括如下步骤：于甲基橙废水中加入硅酸钴以及过氧化氢，通过氧化反应，实现甲基橙废水色度的去除。发明人研究发现，硅酸钴能够分解过氧化氢产生羟基自由基，因此通过沉淀法制备了硅酸钴，并将其用于催化过氧化氢氧化降解甲基橙模拟废水，结果表明硅酸钴具有优良的催化活性。硅酸钴不溶于水，属于非均相催化剂，无需调整废水的pH值，可回收重复使用，不会产生二次污染。而且过氧化氢是一种对环境友好的清洁氧化剂，过量的过氧化氢可被硅酸钴分解为水和氧气。因此，硅酸钴‑过氧化氢非均相催化氧化法可望成为一种对环境友好的废水处理方法。

Description

一种处理甲基橙废水的方法
技术领域
本发明涉及染料废水处理领域，具体是一种处理甲基橙废水的方法。
背景技术
染料废水的处理方法有物理法、化学法和生物法；化学法又可分为化学混凝法、电化学法和高级氧化法。Fenton氧化法是最主要、最常用的高级氧化法，但存在反应时间长、pH适用范围窄、催化剂难以回收、易造成二次污染等缺点。
发明人研究发现，硅酸钴能够分解过氧化氢产生羟基自由基，因此用沉淀法制备了硅酸钴，并将其用于催化过氧化氢氧化降解甲基橙模拟废水，结果表明硅酸钴具有优良的催化活性。硅酸钴不溶于水，属于非均相催化剂，无需调整废水的pH值，可回收重复使用，不会产生二次污染。而且过氧化氢是一种对环境友好的清洁氧化剂，过量的过氧化氢可被硅酸钴分解为水和氧气，也不会产生二次污染。因此，硅酸钴-过氧化氢非均相催化氧化法可望成为一种对环境友好的废水处理方法。
发明内容
本发明为了解决现有染料废水处理方法存在的问题，提供了一种处理甲基橙废水的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：硅酸钴作为催化剂在处理甲基橙废水中的应用。
作为本发明应用的技术方案的进一步改进，处理甲基橙废水采用的氧化剂为过氧化氢。
本发明进一步提供了一种处理甲基橙废水的方法，包括如下步骤：于甲基橙废水中加入硅酸钴以及过氧化氢，通过氧化反应，实现甲基橙废水色度的去除。
本发明进一步提供了一种处理甲基橙废水的方法，甲基橙废水中加入硅酸钴后在15-55℃温度和搅拌下加入过氧化氢，发生氧化反应，实现甲基橙废水色度的去除。
在本发明中，优选的温度为35℃。本发明所提供的氧化反应温度范围15-55℃，在其他变量均相等的情况下，反应温度从15℃至35℃的条件下，甲基橙废水色度的去除率随着温度的变化逐渐变大；当反应温度35℃至55℃，甲基橙废水色度的去除率有微小的降低，但是甲基橙废水色度的去除率仍然在90％以上。
本发明进一步提供了一种处理甲基橙废水的方法，所述甲基橙废水中甲基橙、硅酸钴以及过氧化氢的含量分别为0.01g·L-1，0.27g·L-1，1.22g·L-1。在此含量的反应条件下，甲基橙废水色度的去除率最大。
发明人研究发现，硅酸钴能够分解过氧化氢产生羟基自由基，因此用沉淀法制备了硅酸钴，并将其用于催化过氧化氢氧化降解甲基橙模拟废水，结果表明硅酸钴具有优良的催化活性。硅酸钴不溶于水，属于非均相催化剂，无需调整废水的pH值，可回收重复使用，不会产生二次污染。而且过氧化氢是一种对环境友好的清洁氧化剂，过量的过氧化氢可被硅酸钴分解为水和氧气，也不会产生二次污染。因此，硅酸钴-过氧化氢非均相催化氧化法可望成为一种对环境友好的废水处理方法。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本发明中色度去除率的计算方法为：在464nm处用分光光度计测定甲基橙废水的吸光度。通过氧化反应前后甲基橙废水吸光度的变化来求甲基橙废水的色度去除率，计算公式为：去除率(％)＝(Ao-A)/Ao×100％，式中，Ao为甲基橙废水反应前的吸光度值，A为反应后的吸光度值。
本发明提供了硅酸钴作为催化剂在处理甲基橙废水中的应用。
具体的，处理甲基橙废水时采用的氧化剂为过氧化氢。本发明将硅酸钴用于催化过氧化氢氧化降解甲基橙模拟废水，结果表明硅酸钴具有优良的催化活性，能够有效地降低甲基橙废水的色度。
本发明进一步提供了一种处理甲基橙废水的方法，包括如下步骤：于甲基橙废水中加入硅酸钴以及过氧化氢，通过氧化反应，实现甲基橙废水色度的去除。在此方法中，无需对甲基橙废水的pH进行调整，由于硅酸钴不溶于水，可回收重复利用，不会产生二次污染。
作为本发明方法的技术方案的进一步改进，甲基橙废水中加入硅酸钴后在15-55℃温度和搅拌下加入过氧化氢，发生氧化反应，实现甲基橙废水色度的去除。在此方法中，所需的反应温度较低，处理甲基橙废水的成本较低。
优选的，所述甲基橙废水中甲基橙、硅酸钴以及过氧化氢的含量分别为0.01g·L-1，0.27g·L-1，1.22g·L-1。在此含量的反应环境下，甲基橙的色度去除率较高。
当然，具体实施时，可根据甲基橙废水中甲基橙的浓度来调整硅酸钴的加入量、过氧化氢的加入量、氧化反应温度以及反应时间，使得甲基橙的色度去除率提高。
下面本发明提供了硅酸钴的制备，以及处理甲基橙废水的方法。其中本发明提供的硅酸钴的制备方法为本领域的现有技术，并不会对最后制备得到的硅酸钴产生其他实质的影响。也就是说，本领域技术人员通过购买或采用其他制备方法制备得到的硅酸钴，与过氧化氢配合也能够实现甲基橙废水的色度的去除。
实施例1
称取28.4gNa2SiO3·9H2O于250mL的烧杯中，加入100mL的水溶解。称取24.9gCo(OAC)2·4H2O于另一250mL的烧杯中，加入100mL的水溶解后，在搅拌下慢慢加入到硅酸钠溶液中，在80-90℃的水浴中陈化30分钟，冷却至室温，抽滤，洗涤至滤液呈中性，于105℃干燥箱中干燥5小时，得灰蓝色硅酸钴15.0g。
配制甲基橙废水，取100mL浓度为10mg·L-1的甲基橙废水于250mL的锥形瓶中，加入0.0270g硅酸钴，置于35℃的水浴中，在恒温磁力搅拌下加入30％(质量分数)过氧化氢，使废水中过氧化氢的浓度为0.0360mol·L-1，反应60分钟，甲基橙废水的色度去除率达95.29％。
实施例2
为了证明温度对甲基橙废水色度去除率的影响，按照表1各参数分别进行合成。
表1
由表1可以看出：随着温度的升高，色度去除率先升高后缓慢降低，35℃达到最高；当甲基橙废水中无硅酸钴时，色度去除率为0。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.硅酸钴作为催化剂在处理甲基橙废水中的应用。
2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，处理甲基橙废水采用的氧化剂为过氧化氢。
3.一种处理甲基橙废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：于甲基橙废水中加入硅酸钴以及过氧化氢，通过氧化反应，实现甲基橙废水色度的去除。
4.根据权利要求3所述的一种处理甲基橙废水的方法，其特征在于，甲基橙废水中加入硅酸钴后在15-55℃温度和搅拌下加入过氧化氢，氧化反应，实现甲基橙废水色度的去除。
5.根据权利要求4所述的一种处理甲基橙废水的方法，其特征在于，优选的温度为35℃。
6.根据权利要求3或4或5所述的一种处理甲基橙废水的方法，其特征在于， 所述甲基橙废水中甲基橙、硅酸钴以及过氧化氢的含量分别为0.01g·L-1，0.27 g·L-1，1.22g·L-1。
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