CN108033512A - 一种染料的脱色方法 - Google Patents
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Abstract
一种染料的脱色方法，包括以下步骤：(1)在被染料染色的溶液中加入亚硫酸盐和硝酸铵，溶液中亚硫酸根离子和硝酸根离子的浓度均为0.01‑20g/L，且亚硫酸根离子与硝酸根离子在溶液中的质量比为1:100～100:1。(2)将添加了亚硫酸根离子和硝酸铵的溶液置于辐射照度为18300μW/cm2太阳光或者紫外光的环境下持续照射。该方法通过亚硫酸根与硝酸铵的协同作用，在太阳光或者紫外光的照射下使染料溶液快速脱色，该方法成本低，步骤简单，操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种染料的脱色方法。
背景技术
染料被广泛应用于化妆品，食品，摄影，颜料，纺织，印刷，皮革和制衣工厂等，染料在给人们带来美好生活和便利的同时，同时也造成了严重的环境污染问题。染料废水流入河流中会造成严重的污染，影响人们的饮用水质，现有技术的解决方法是采用活性碳吸附法，凝结-絮凝法，膜过滤法，超过滤法，电凝法，化学沉淀法等，但是效果均不理想。
光催化技术由于在环境污染控制，太阳能及生物制氢，染料敏化太阳能电池生产等众多重要领域具有广阔的应用前景而吸引人们极大的关注。到目前为止，金属氧化物，硫化物，氮化物，以及它们的固溶体等催化剂被广泛用来降解有机污染物。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种染料的脱色方法，该方法通过亚硫酸根与硝酸铵的协同作用，在太阳光或者紫外光的照射下使染料溶液快速脱色，该方法成本低，步骤简单，操作方便。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种染料的脱色方法，包括以下步骤：
(1)在被染料染色的溶液中加入亚硫酸盐和硝酸铵，溶液中亚硫酸根离子和硝酸根离子浓度均为0.01-20g/L，亚硫酸根离子与硝酸根离子在溶液中的质量比为1:100～100:1。
(2)将步骤(1)中添加了亚硫酸根离子和硝酸铵的溶液置于辐射照度为18300μW/cm2太阳光或者紫外光的环境下持续照射。
作为优选的，所述的亚硫酸根离子与硝酸根离子在溶液中的质量比为1:1。
为简单说明问题起见，以下对本发明所述的一种染料的脱色方法均简称为本方法。
本方法的脱色原理为：
在太阳光或紫外光的照射下，溶液中的SO3 2─与NO3─都产生水合电子eaq ─以及对应的自由基基团，然后水合电子eaq ─快速与染料发色团中的π键反应，从而造成染料脱色。过程如下：
NO3 ─+hv→·NO3+eaq ─
SO3 2─+hv→·SO3 ─+eaq ─
·SO3 ─+H2O→SO4 2─+2H++eaq ─
从以上反应可以看出1mol SO3 2─和NO3 ─分别产生2mol和1mol水合电子，因而引入SO3 2─后反应体系中的eaq ─激增，加速eaq ─迁移到染料分子表面的迁移速率，有利于光还原反应的进行。
与此同时，·SO3 —与水中的溶解氧(O2)反应，生成·SO5 ─和·SO4 ─，然后·SO4 ─与水接着发生反应生成·OH，反应过程如下：
·SO3 ─+O2→·SO5 ─
·SO5 ─+SO3 2─→SO4 2─+·SO4 ─
·SO4 ─+H2O→SO4 2─+·OH+H+
上述反应不仅生成·SO5 ─，·SO4 ─和·OH，而且反应过程中消耗了反应液中的溶解氧(O2)，从而促进染料脱色效果的有效提高。·SO4 ─和·OH具有强氧化性，对染料的作用是光氧化反应。反应液中的溶解氧(O2)一方面有利于强氧化性的·SO4 ─和·OH的生成，另一方面又抑制该协同体系中光还原反应的进行。
需要说明的是，以上·NO3、·SO3 ─、·SO5 ─、·SO4 ─、·OH均为反应产生的自由基中间体。
本方法的优点：本方法是在紫外光或太阳光的照射下，利用亚硫酸根与硝酸铵构建的共存体系，对染料进行脱色，相比单独的亚硫酸根环境或者单独的硝酸铵环境下的脱色效果，其共存体系效果更好，两者具有协同作用。而且本方法具有原料广、成本低、反应条件温和、后处理简单、操作方便的特点。
具体实施方式
实施例一：
一种染料的脱色方法，包括以下步骤：
(1)在被日落黄染料染色的溶液中加入亚硫酸盐和硝酸铵，溶液中亚硫酸根离子与硝酸根离子浓度均为2g/L，日落黄初始浓度为10.0mg/L。
(2)20℃下将步骤(1)所得溶液置于开口直径为12cm的烧杯中并用磁子不断搅拌，将一个中压汞灯置于烧杯开口的正上方作为紫外光源，中压汞灯距离烧杯内液面高度为11cm，中压汞灯功率为375W，特征波长为365nm，辐射照度为18300μW/cm2。
实施例二：
一种染料的脱色方法，包括以下步骤：
(1)在被亚甲基蓝染料染色的溶液中加入亚硫酸盐和硝酸铵，溶液中亚硫酸根离子与硝酸根离子浓度均为2g/L，亚甲基蓝的初始浓度为5.0mg/L。
(2)20℃下将步骤(1)所得溶液置于开口直径为12cm的烧杯中并用磁子不断搅拌，将一个中压汞灯置于烧杯开口的正上方作为紫外光源，中压汞灯距离烧杯内液面高度为11cm，中压汞灯功率为375W，特征波长为365nm，辐射照度为18300μW/cm2。
实施例三：
一种染料的脱色方法，包括以下步骤：
(1)在被甲基橙染料染色的溶液中加入亚硫酸盐和硝酸铵，溶液中亚硫酸根离子浓度与硝酸根离子浓度均20g/L，甲基橙的初始浓度为7.0mg/L。
(2)20℃下将步骤(1)所得溶液置于开口直径为12cm的烧杯中并用磁子不断搅拌，将一个中压汞灯置于烧杯开口的正上方作为紫外光源，中压汞灯距离烧杯内液面高度为11cm，中压汞灯功率为375W，特征波长为365nm，辐射照度为18300μW/cm2。
实施例四：
一种染料的脱色方法，包括以下步骤：
(1)在被萘酚绿B染料染色的溶液中加入亚硫酸盐和硝酸铵，溶液中亚硫酸根离子浓度与硝酸根离子浓度均0.01g/L，萘酚绿B的初始浓度为12.0mg/L。
(2)20℃下将步骤(1)所得溶液置于开口直径为12cm的烧杯中并用磁子不断搅拌，将一个中压汞灯置于烧杯开口的正上方作为紫外光源，中压汞灯距离烧杯内液面高度为11cm，中压汞灯功率为375W，特征波长为365nm，辐射照度为18300μW/cm2。
为进一步说明本方法的效果，现针对实施例一和实施例二的实验结果进行检验，用分光光度计分别测出溶液在光照前吸光度(A0)和光照后的吸光度(A)，从而可以算出染料的降解率η＝(A0－A)/A0×100％。
对于实施例一，光照时间2min后，日落黄的降解率η＝49.3％，同时又对单独使用亚硫酸根离子和单独使用硝酸铵的情况进行测定，在其他条件均相同的情况下，单独使用亚硫酸根离子，其光催化脱色率为21.8％(η1)，单独使用硝酸铵，其光催化脱色率为5.3％(η2)，η>η1+η2。
对于实施例二，光照时间2min后，亚甲基蓝的降解率η′＝59.8％，同时又对单独使用亚硫酸根离子和单独使用硝酸铵的情况进行测定，在其他条件均相同的情况下，单独使用亚硫酸根离子，其光催化脱色率为11.6％(η1′)，单独使用硝酸铵，其光催化脱色率为6.4％(η2′)，η′>η1′+η2′。
由此可见，相比单独的亚硫酸根环境或者单独的硝酸铵环境下的脱色效果，其共存体系效果更好，两者具有协同作用。
需要说明的是，以上实施例仅作为本发明的进一步说明，并不是对本发明的限定，经大量实验表明，通过本方法，胭脂红，橙黄G，丽春红S，靛蓝等均能在短时间内都被明显降解处理。
Claims (2)
1.一种染料的脱色方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在被染料染色的溶液中加入亚硫酸盐和硝酸铵，溶液中亚硫酸根离子和硝酸根离子浓度均为0.01-20g/L，亚硫酸根离子与硝酸根离子在溶液中的质量比为1:100～100:1；
(2)将步骤(1)中添加了亚硫酸根离子和硝酸铵的溶液置于辐射照度为18300μW/cm2太阳光或者紫外光的环境下持续照射。
2.根据权利要求1所述的一种染料的脱色方法，其特征在于：所述的亚硫酸根离子与硝酸根离子在溶液中的质量比为1:1。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180515 |