CN108686703B - 离子液体二乙胺甲酸盐在亚甲蓝染料光降解方面的应用 - Google Patents

离子液体二乙胺甲酸盐在亚甲蓝染料光降解方面的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN108686703B
CN108686703B CN201810333676.0A CN201810333676A CN108686703B CN 108686703 B CN108686703 B CN 108686703B CN 201810333676 A CN201810333676 A CN 201810333676A CN 108686703 B CN108686703 B CN 108686703B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ionic liquid
methylene blue
formate
diethylamine
diethylamine formate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201810333676.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108686703A (zh
Inventor
徐洁
赵军
宋加欣
王锐
侯万国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao University of Science and Technology
Original Assignee
Qingdao University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao University of Science and Technology filed Critical Qingdao University of Science and Technology
Priority to CN201810333676.0A priority Critical patent/CN108686703B/zh
Publication of CN108686703A publication Critical patent/CN108686703A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108686703B publication Critical patent/CN108686703B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/0277Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides comprising ionic liquids, as components in catalyst systems or catalysts per se, the ionic liquid compounds being used in the molten state at the respective reaction temperature
    • B01J31/0278Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides comprising ionic liquids, as components in catalyst systems or catalysts per se, the ionic liquid compounds being used in the molten state at the respective reaction temperature containing nitrogen as cationic centre
    • B01J31/0279Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides comprising ionic liquids, as components in catalyst systems or catalysts per se, the ionic liquid compounds being used in the molten state at the respective reaction temperature containing nitrogen as cationic centre the cationic portion being acyclic or nitrogen being a substituent on a ring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/39Photocatalytic properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • C02F2101/308Dyes; Colorants; Fluorescent agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • C02F2101/36Organic compounds containing halogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • C02F2101/38Organic compounds containing nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • C02F2101/40Organic compounds containing sulfur
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/10Photocatalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明公开了离子液体二乙胺甲酸盐在亚甲蓝染料光降解方面的应用。可见光照射下,亚甲基蓝水溶液降解缓慢,加入离子液体二乙胺甲酸盐后,可以大大加快亚甲基蓝的降解速率。离子液体为绿色溶剂,对环境不会造成污染。将这种具有催化活性的离子液体修饰到或者杂化到载体后可以得到效率较高的可见光固体催化剂。

Description

离子液体二乙胺甲酸盐在亚甲蓝染料光降解方面的应用
技术领域
本发明涉及光催化降解染料技术领域,特别是涉及离子液体二乙胺甲酸盐在亚甲蓝染料光降解方面的应用。
背景技术
光催化降解染料是近年来新发展的一种节能、绿色环保的新科技手段,在处理废水中的有机污染物、空气中的有害物质等方面都有重要作用。但也有其局限性,如TiO2和CdS的催化活性都很高,TiO2具有大的禁带宽度,其值为3.2Ev,只能吸收波长300-400nm的紫外光,不能有效地利用太阳能,光催化或能量转换效率偏低,使它的应用受到限制;而CdS在光照射时不稳定,光阳极腐蚀产生Cd2+,对生物有毒性,对环境有害。
因此寻求一种新的不会对环境造成污染的可降解亚甲基蓝的材料是本发明要解决的技术问题。
发明内容
本发明就是针对上述存在的缺陷而提供离子液体二乙胺甲酸盐在亚甲蓝染料光降解方面的应用。可见光照射下,亚甲基蓝水溶液降解缓慢,加入离子液体DEAF后,可以大大加快亚甲基蓝(简称MB)的降解速率。亦可以使用太阳光照射,能够有效的利用太阳能,光催化效率较高;利用酸碱中和反应可以制得大量的DEAF,成本低;离子液体为绿色溶剂,对环境不会造成污染。将这种具有催化活性的离子液体修饰到或者杂化到载体后可以得到效率较高的可见光固体催化剂。
本发明中所述的二乙胺甲酸盐简称为DEAF。
本发明的离子液体二乙胺甲酸盐在亚甲蓝染料光降解方面的应用技术方案为,所述的二乙胺甲酸盐结构式为
Figure BDA0001628634950000021
所述的一种离子液体二乙胺甲酸盐的制备方法,采用甲酸与二乙胺进行酸碱中和反应制备,反应式如下:
Figure BDA0001628634950000022
所述的一种离子液体二乙胺甲酸盐的制备方法,包括以下步骤:
(1)将甲酸与水按1:1的体积比混合;
(2)150-350rpm磁力搅拌条件下,将稀释后的甲酸逐滴加入到等摩尔数的二乙胺中(为使反应充分,二乙胺可略过量);
(3)滴加完毕之后继续搅拌反应1-3h,使反应完全,得到粗产品;
(4)将上述粗产品放入旋蒸仪旋蒸除水然后放入真空干燥箱中减压干燥,得目标产品。
步骤(3)中,反应过程会放出大量热量,因此采用冰浴法控制整个过程温度在5℃以下。
步骤(4)中,在真空干燥箱中,50℃下减压干燥48h。
在可见光下将离子液体二乙胺甲酸盐加入亚甲基蓝水溶液,离子液体二乙胺甲酸盐与亚甲基蓝水溶液的体积比为20-75%,优选的体积比为50-75%。
本发明的有益效果为:可见光照射下,亚甲基蓝水溶液降解缓慢,加入离子液体DEAF后,可以大大加快亚甲基蓝(简称MB)的降解速率。亦可以使用太阳光照射,能够有效的利用太阳能,光催化效率较高;利用酸碱中和反应可以制得大量的DEAF,成本低;离子液体为绿色溶剂,对环境不会造成污染。将这种具有催化活性的离子液体修饰到或者杂化到载体后可以得到效率较高的可见光固体催化剂。
DEAF的核磁谱图中没有杂峰出现(见说明书附图图1),表明合成的DEAF中不含有杂质,具有很高的纯度。
附图说明:
图1所示为DEAF样品在D2O中的1H核磁谱;
图2所示为MB-DEAF溶液的暗箱实验曲线图;
图3所示为可见光下,亚甲基蓝浓度为10mg/L的降解曲线;
图4所示为可见光下,亚甲基蓝浓度为20mg/L的降解曲线;
图5所示为可见光下,不同浓度DEAF和不同浓度亚甲基蓝的降解曲线。
具体实施方式:
为了更好地理解本发明,下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案,但是本发明并不局限于此。
实施例1
离子液体二乙胺甲酸盐的制备方法,采用甲酸与二乙胺进行酸碱中和反应制备,反应式如下:
Figure BDA0001628634950000031
所述的一种离子液体二乙胺甲酸盐的制备方法,包括以下步骤:
(1)将甲酸与水按1:1的体积比混合;(2)200rpm磁力搅拌下,将稀释后的甲酸逐滴加入到等摩尔数的二乙胺中(为使反应充分,二乙胺可略过量);
(3)滴加完毕之后继续搅拌反应2h,使反应完全,得到粗产品,粗产品中含有大量水(可能含有未反应的二乙胺);
(4)利用旋蒸仪蒸出粗产品中的大部分水,直至没有液滴冷凝下来,将上述粗产品放入旋蒸仪旋蒸除水,然后放入真空干燥箱中,在50℃下减压干燥48h,得目标产品。
步骤(3)中,反应过程会放出大量热量,因此采用冰浴法控制整个过程温度在5℃以下。
DEAF的核磁谱图中没有杂峰出现(见说明书附图图1),表明合成的DEAF中不含有杂质,具有很高的纯度。
实施例2
亚甲基蓝水溶液在可见光照射下自降解的速率很慢,加入DEAF,能够加快降解亚甲基蓝。DEAF的体积含量越大,降解速率越大;MB的浓度越低,降解速率越大,降解时间越短,最短可在3min内完成。
先配制浓度为200mg/L的亚甲基蓝水溶液,记为溶液A。
暗处理实验:
如说明书附图图3所示,将2.5ml溶液A于圆底玻璃容量瓶中,加入5mlDEAF,放置于暗箱中,并搅拌。每隔12h取样,测紫外;可以看出在亚甲基蓝的特征吸收峰(664nm)处的吸光度没有发生改变,表明暗箱实验过程中亚甲基蓝的浓度没有发生改变。
降解亚甲基蓝浓度为10mg/L时:
取2.5ml溶液A于圆底玻璃容量瓶中,分别配制DEAF体积比为0%,15%,25%,40%,50%,75%,100%的溶液,
降解亚甲基蓝浓度为20mg/L时:
取5ml溶液A于圆底玻璃容量瓶中,分别配制DEAF体积比为0%,25%,50%,的溶液,
在灯和玻璃容器之间调整近15cm的距离。然后,用300W Xe灯源(CEL-HXUV300,北京CEAULIGHT)照射溶液,可见光输出范围为390-770nm。间隔一段时间,取样品。使用紫外分光光度计(北京普析通用,中国)测样品的吸光度An
根据朗博比尔定律可知,
Figure BDA0001628634950000051
降解率根据公式
η=(1-Ct/C0)*100% (2)
η是降解效率,C0和Ct是MB的初始浓度和t时刻浓度(mg/L)。
具体结果如表1和表2所示:
表1 DEAF含量不同时10mg/L MB的降解率
Figure BDA0001628634950000052
表2 DEAF含量不同时20mg/L MB的降解率
Figure BDA0001628634950000053
Figure BDA0001628634950000061
如表3所示,为可见光下,不同浓度DEAF和不同浓度亚甲基蓝在不同光照时间的降解率比较,
Figure BDA0001628634950000062
经过以上表格可以看出,可见光照射下,亚甲基蓝水溶液降解缓慢,加入离子液体DEAF后,可以大大加快亚甲基蓝(简称MB)的降解速率。将这种具有光催化活性的离子液体修饰到或者杂化到载体后可以得到效率较高的可见光固体催化剂。

Claims (6)

1.离子液体二乙胺甲酸盐在亚甲蓝染料光降解方面的应用,其特征在于,所述的二乙胺甲酸盐结构式为
Figure FDA0002710503740000011
在可见光下将离子液体二乙胺甲酸盐加入亚甲基蓝水溶液,离子液体二乙胺甲酸盐与亚甲基蓝水溶液的体积比为20-75%。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,将离子液体二乙胺甲酸盐修饰到或者杂化到载体后得到可见光固体催化剂。
3.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,离子液体二乙胺甲酸盐与亚甲基蓝水溶液的体积比为50-75%。
4.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述的二乙胺甲酸盐按照以下步骤制备:
(1)将甲酸与水按1:1的体积比混合;
(2)150-350rpm磁力搅拌条件下,将稀释后的甲酸逐滴加入到等摩尔数的二乙胺中;
(3)滴加完毕之后继续搅拌反应1-3h,使反应完全,得到粗产品;
(4)将上述粗产品放入旋蒸仪旋蒸除水然后放入真空干燥箱中减压干燥,得目标产品。
5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,步骤(3)中,反应过程中,采用冰浴法控制整个过程温度在5℃以下。
6.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,步骤(4)中,在真空干燥箱中,50℃下减压干燥48h。
CN201810333676.0A 2018-04-13 2018-04-13 离子液体二乙胺甲酸盐在亚甲蓝染料光降解方面的应用 Expired - Fee Related CN108686703B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810333676.0A CN108686703B (zh) 2018-04-13 2018-04-13 离子液体二乙胺甲酸盐在亚甲蓝染料光降解方面的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810333676.0A CN108686703B (zh) 2018-04-13 2018-04-13 离子液体二乙胺甲酸盐在亚甲蓝染料光降解方面的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108686703A CN108686703A (zh) 2018-10-23
CN108686703B true CN108686703B (zh) 2020-12-15

Family

ID=63844962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810333676.0A Expired - Fee Related CN108686703B (zh) 2018-04-13 2018-04-13 离子液体二乙胺甲酸盐在亚甲蓝染料光降解方面的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108686703B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103055943A (zh) * 2012-12-18 2013-04-24 华南理工大学 染料敏化光催化剂及在可见光下催化降解离子液体的应用
CN103413682A (zh) * 2013-07-26 2013-11-27 苏州大学 一种基于双咪唑型离子晶体的太阳能电池用准固态电解质
CN106927545A (zh) * 2017-03-29 2017-07-07 成都理工大学 泡沫状介孔非晶b‑n‑o‑h纳米材料的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103055943A (zh) * 2012-12-18 2013-04-24 华南理工大学 染料敏化光催化剂及在可见光下催化降解离子液体的应用
CN103413682A (zh) * 2013-07-26 2013-11-27 苏州大学 一种基于双咪唑型离子晶体的太阳能电池用准固态电解质
CN106927545A (zh) * 2017-03-29 2017-07-07 成都理工大学 泡沫状介孔非晶b‑n‑o‑h纳米材料的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Photo-Induced Reduction Reaction of Methylene Blue in an Ionic Liquid";Jun-ichi Kadokawa et.al;《International Journal of Organic Chemistry》;20111231;第1卷;参见摘要 *
"Protic Ionic Liquids: Physicochemical Properties and Behavior as Amphiphile Self-Assembly Solvents";Tamar L. Greaves et.al;《J. Phys. Chem. B》;20080101;第112卷;第897页实验部分 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108686703A (zh) 2018-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107774294A (zh) 一种新颖光催化剂K‑g‑C3N4及其制备和应用
CN109201121B (zh) 一种双金属负载型磁性可见光复合催化材料及其制备方法和应用
CN105772103B (zh) 甲基氨基碘化亚锡‑二氧化钛可见光催化材料的制备方法
CN107986380B (zh) 一种N掺杂包裹型TiO2光催化剂降解废水的工艺
CN101791548A (zh) 一种可见光催化剂BiVO4及其制备方法
CN104014291A (zh) 一种应用Ag/BiOBr可见光催化薄膜的荧光转盘反应器
CN111530490A (zh) 一种Co3O4-TiO2异质结负载碳纳米管光催化降解材料及其制法
CN107486213B (zh) 一种中空BiVO4微米片光催化剂的制备方法
CN104941667A (zh) 一种花瓣状磁性氧化铁硫化钼复合物及其制备方法
CN104785270A (zh) 一种用于处理亚甲基蓝染料废水的可见光催化剂及其制备方法
CN104399531B (zh) 一种AgI基无机‑有机杂化半导体材料的合成及光催化降解染料的应用
CN110066401B (zh) 红色荧光的稀土铕配位聚合物及其制备方法与应用
CN113893840B (zh) 一种复合光催化剂、制备方法及在染料废水中的应用
CN108686703B (zh) 离子液体二乙胺甲酸盐在亚甲蓝染料光降解方面的应用
CN110316718B (zh) 一种双发射红色荧光碳量子点及其制备方法
CN109437292A (zh) 一种高效合成的超薄二维二氧化钛纳米片及制备方法
CN104941625B (zh) 一种黑色氧化锌及其制备方法
CN111790409A (zh) 一种氧化镧-富铋型碘氧化铋复合材料及其制备方法
CN116726968A (zh) 一种钾和多种类碘共掺杂氮化碳及其制备方法和应用
CN108745412B (zh) 一种离子液体功能化氧化石墨烯及其制备方法和应用
CN108554427B (zh) 一种In2O3/BiOI半导体复合光催化剂及其制备方法和用途
CN115069271A (zh) 一种高效处理含铬废水的复合材料光催化剂及其制备方法
Yang et al. A new composite membrane based on Keggin polyoxotungstate/poly (vinylidene fluoride) and its application in photocatalysis
CN111659429B (zh) 一种硫化镉-磷钨酸铯复合材料的制备方法及其作为可见光催化剂制取氢的用途
CN109589963B (zh) 一种铌酸锂型氧化物/凹凸棒石非线性光学复合光催化材料及其制备方法与应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20201215

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee