CN110182888B - 一种处理玫瑰红b高盐废水的光催化反应装置和工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理玫瑰红B高盐废水的光催化反应装置和工艺，该光催化反应装置包括透明壳体，透明壳体内设有曝气器，曝气器下方设有聚光膜。该工艺采用光催化反应装置对玫瑰红B高盐废水进行处理。本发明光催化反应装置具有结构简单、成本低廉、光源利用率高、适用范围广等优点，能够广泛用于处理玫瑰红B高盐废水，并能实现高盐废水中玫瑰红B的有效降解，有着较高的使用价值和较好的应用前景。本发明利用光催化反应装置处理玫瑰红B高盐废水的工艺具有工艺简单、处理效果好、通用性强等优点，能够实现对高盐废水中玫瑰红B的高效去除，对于有效处理高盐废水中的玫瑰红B具有十分重要的意义。

Description

一种处理玫瑰红B高盐废水的光催化反应装置和工艺

技术领域

本发明属于半导体材料光催化应用、环保技术领域，涉及一种处理玫瑰红B高盐废水的光催化反应装置和工艺。

背景技术

近年来，随着化工工业的快速发展，化工废水排放量巨大，占工业废水总排放量的60～70％。传统化工废水不仅含有高浓度的难降解有机污染物，如染料、苯类、抗生素等有机物，同时化工废水也含有高浓度的盐分。例如染料废水，其不仅含有高浓度的染料，如玫瑰红B等，也含有Cl^-、SO₄ ^2-、Na⁺、Ca²⁺等高浓度的盐类物质。多种物理化学方法和生物方法可用于染料废水的处理，如絮凝沉淀、离子交换、吸附、超滤、渗析、化学氧化、电解及生物处理等。但由于高浓度盐分的存在，染料废水的处理难度大，如采用生物法进行处理，高浓度的盐类物质对微生物具有抑制作用，采用物化法处理，投资大，运行费用高，且难以达到预期的净化效果。因此，含有高浓度的盐分的化工废水对传统化工废水的处理提出了严峻的挑战。

光催化氧化法是一种在能源和环境领域有着重要应用前景的绿色技术，可使有机污染物更高效降解。该技术主要是利用半导体在光激发下，电子从价带跃迁到导带位置，以此，在导带形成光生电子，在价带形成光生空穴，利用光生电子-空穴对的还原氧化反应分解有机污染物、杀灭细菌以及还原重金属离子和消除异味等效果。在利用光催化材料进行染料高盐废水实际工业化处理的过程中，设计实用高效的光催化反应装置，为反应过程提供充足有效的光源，制备具有良好重复利用性的高效可见光催化材料等都成为该技术进一步推广的重要条件。然而，现有光催化材料中仍然存在光稳定性和光催化性能不足等问题，因而如何进一步提升材料的光稳定性和光催化性能是本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、成本低廉、光源利用率高、适用范围广的处理玫瑰红B高盐废水的光催化反应装置，还提供了一种工艺简单、处理效果好、通用性强的处理玫瑰红B高盐废水的工艺，该工艺通过利用光催化反应装置对玫瑰红B高盐废水进行处理，不仅使光催化材料混合均匀，使其与高盐废水中的玫瑰红B充分接触反应，而且能够增加的·O₂ ^-的产生量，提高污染物的降解效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种处理玫瑰红B高盐废水的光催化反应装置，所述光催化反应装置包括透明壳体，所述透明壳体内设有曝气器，所述曝气器下方设有聚光膜。

上述的光催化反应装置，进一步改进的，所述曝气器上方还设有装有光源的透明套管；所述透明套管安装在透明壳体内部；所述透明套管为石英玻璃套管；所述透明套管内的光源为氙灯。

上述的光催化反应装置，进一步改进的，所述透明壳体由透明材料制成；所述透明材料为聚甲基丙烯酸甲酯。

上述的光催化反应装置，进一步改进的，所述曝气器安装在透明壳体的底部；所述曝气器为微孔曝气器；所述曝气器安装距离透明壳体最低处4cm～6cm处；所述曝气器的曝气孔朝向透明壳体的最低处；所述曝气器的安装间距为10cm～20cm。

上述的光催化反应装置，进一步改进的，所述聚光膜为凹形，铺设在透明壳体外部；所述聚光膜由棱镜和基层材料组成，所述基层材料为聚对苯二甲酸乙二酯薄膜；所述聚光膜的厚度为155μm～160μm。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种处理玫瑰红B高盐废水的工艺，采用上述的光催化反应装置对玫瑰红B高盐废水进行处理。

上述的处理玫瑰红B高盐废水的工艺，进一步改进的，包括以下步骤：

S1、将玫瑰红B高盐废水加入到光催化反应装置中，加入磷酸银复合光催化剂，在光照条件下进行降解反应；

S2、步骤S1的降解反应完成后，将光催化反应装置中的废水进行沉淀处理；

S3、将步骤S2中经沉淀处理后得到的上清液进行过滤，完成对玫瑰红B高盐废水的处理。

上述的处理玫瑰红B高盐废水的工艺，进一步改进的，所述步骤S1中，所述磷酸银复合光催化剂包括磷酸银/聚苯胺复合材料，所述磷酸银/聚苯胺复合材料上负载有铬掺杂钛酸锶；所述磷酸银/聚苯胺复合材料是以聚苯胺磷酸银为载体，所述聚苯胺上负载有磷酸银；所述磷酸银复合光催化剂中磷酸银/聚苯胺复合材料和铬掺杂钛酸锶的质量比为100∶1～7；所述磷酸银/聚苯胺复合材料中磷酸银和聚苯胺的质量比为100∶1～7。

上述的处理玫瑰红B高盐废水的工艺，进一步改进的，所述步骤S1中，所述高盐废水中的玫瑰红B与磷酸银复合光催化剂的比例为50mg～100mg∶1g；所述降解反应的时间为10min～20min；

所述步骤S2中，所述沉淀处理的时间为60min～90min；

所述步骤S3中，采用水系聚醚砜滤膜对上清液进行过滤；所述水系聚醚砜滤膜的孔径为0.22μm。

上述的处理玫瑰红B高盐废水的工艺，进一步改进的，所述磷酸银复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚苯胺与N-N二甲基酰胺混合，超声处理，得到聚苯胺溶液；

(2)将AgNO₃溶液逐滴加入步骤(1)中得到的聚苯胺溶液中，在避光条件下搅拌，得到AgNO₃/聚苯胺溶液；

(3)将Na₂HPO₄·12H₂O溶液逐滴加入步骤(2)中得到的AgNO₃/聚苯胺溶液中，在避光条件下搅拌，洗涤，干燥，得到磷酸银/聚苯胺复合材料；

(4)将步骤(3)中得到的磷酸银/聚苯胺复合材料与水混合，超声处理，加入聚乙烯吡咯烷酮，搅拌，得到磷酸银/聚苯胺复合材料溶液；

(5)将铬掺杂钛酸锶与水混合，超声处理，所得铬掺杂钛酸锶溶液逐滴加入到步骤(3)中得到的磷酸银/聚苯胺复合材料溶液中，在避光条件下进行反应，离心，洗涤，干燥，得到磷酸银复合光催化剂。

上述的处理玫瑰红B高盐废水的工艺，进一步改进的，所述步骤(1)中，所述聚苯胺与N-N二甲基酰胺的质量体积比为0.42g～2.94g∶1L；所述超声处理的时间为1h～3h

所述步骤(2)中，所述AgNO₃溶液中的AgNO₃与所述聚苯胺溶液中的聚苯胺的质量比为100∶0.81～5.75；所述搅拌的时间为10h～20h；

所述步骤(3)中，所述Na₂HPO₄·12H₂O溶液中的Na₂HPO₄·12H₂O与所述AgNO₃/聚苯胺溶液中的AgNO₃的摩尔比为1∶3；所述搅拌的时间为1h～6h；所述干燥在真空条件下进行；所述干燥的温度为50℃～75℃；

所述步骤(4)中，所述磷酸银/聚苯胺复合材料与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1∶1～1.5；所述超声处理的时间为10min～30min；所述搅拌的时间为10min～30min；

所述步骤(5)中，所述磷酸银/聚苯胺复合材料溶液中的磷酸银/聚苯胺复合材料与铬掺杂钛酸锶的质量比为100∶1～7；所述反应的时间为4h～8h；所述洗涤为采用乙醇和超纯水对离心所得固体物质各洗涤2～3次；所述干燥在真空条件下进行；所述干燥的温度为50℃～75℃。

上述的处理玫瑰红B高盐废水的工艺，进一步改进的，所述步骤(5)中，所述铬掺杂钛酸锶的制备方法包括以下步骤：

(a)将[(CH₃)₂CHO]₄Ti、Sr(Ac)₂、Cr(NO₃)₃·9H₂O与乙二醇混合，在温度为120℃～160℃下搅拌，直至溶液变成粉末；所述[(CH₃)₂CHO]₄Ti、Sr(Ac)₂、Cr(NO₃)₃·9H₂O的摩尔比为20∶19∶1；

(b)将步骤(a)中得到的粉末与氢氧化钠溶液混合，搅拌20min～60min，于反应釜中在温度为180℃进行反应30h～40h，离心，采用乙醇和超纯水对离心所得固体物质各洗涤2～3次，在真空、温度为50℃～75℃下干燥，得到铬掺杂钛酸锶。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明提供了一种处理玫瑰红B高盐废水的光催化反应装置，包括透明壳体，透明壳体内设有曝气器，曝气器下方设有聚光膜，曝气器上方设有装有光源的透明套管。本发明中，通过在透明壳体内设置曝气器，可使光催化材料与反应体系充分接触，且混合均匀，同时还可以增加反应体系中·O₂ ^-产生量，提高光催化活性；通过在曝气器下方设置聚光膜可聚集光源，使得整个反应体系均有光照通过，可提高光照强度，并保证反应体系中的光源分布均匀。本发明光催化反应装置具有结构简单、成本低廉、光源利用率高、适用范围广等优点，能够广泛用于处理玫瑰红B高盐废水，并能实现高盐废水中玫瑰红B的有效降解，有着较高的使用价值和较好的应用前景。

(2)本发明光催化反应装置中，通过在曝气器上方设置装有光源的透明套管，可使用人光源，也可使用自然光源，使反应体系不受天气条件限制。

(3)本发明光催化反应装置中，透明壳体由聚甲基丙烯酸甲酯制成，具有良好的透光性、较强可塑性。

(4)本发明还提供了一种处理玫瑰红B高盐废水的工艺，通过采用光催化反应装置对玫瑰红B高盐废水进行处理并通过沉淀处理、过滤，即可实现对高盐废水中玫瑰红B的高效去除，具有工艺简单、处理效果好、通用性强等优点，对于有效处理高盐废水中的玫瑰红B具有十分重要的意义。

(5)本发明处理玫瑰红B高盐废水的工艺中，所用磷酸银复合光催化剂，包括磷酸银/聚苯胺复合材料(Ag₃PO₄/PANI)，磷酸银/聚苯胺复合材料上负载有铬掺杂钛酸锶(Cr∶SrTiO₃)，其中磷酸银/聚苯胺复合材料是以聚苯胺磷酸银为载体，聚苯胺上负载有磷酸银。本发明中，以磷酸银/聚苯胺复合材料为载体，其中磷酸银的可见光量子效率高达90％，具备优异的可见光催化活性，与铬掺杂钛酸锶的能带结构匹配性好，因而将铬掺杂钛酸锶负载在磷酸银/聚苯胺复合材料上，磷酸银与铬掺杂钛酸锶成功构建Z型异质结，由此构建的Z型异质结可以提高光稳定性，能够有效促进光生电子-空穴对的分离，延长电荷载体的寿命，获得更多的活性自由基，从而提高材料的光催化性能；同时，将聚苯胺与磷酸银、铬掺杂钛酸锶复合，利用聚苯胺的共轭结构和良好的导电性能，能够提高磷酸银、铬掺杂钛酸锶电荷载流子的迁移效率，促进光生电荷载流子的分离，从而抑制光生电子-空穴对的复合，进一步提高光催化性能。另外，聚苯胺具有优异的稳定性，将聚苯胺与磷酸银、铬掺杂钛酸锶复合，可进一步提高本发明磷酸银复合光催化剂的光稳定性，从而提高材料的循环利用性能。此外，本发明所用聚苯胺与磷酸银、铬掺杂钛酸锶成本低廉，对环境毒害作用较小，因而，由它们复合形成的本发明磷酸银复合光催化剂成本低廉、环保。由此可见，本发明磷酸银复合光催化剂具有成本低廉、光催化性能好、稳定性好、环保等优点，能够有效降解去除废水中的污染物特别是对高盐废水中的玫瑰红B具有较好的去除效果，有着较高的使用价值和较好的应用前景。

(6)本发明处理玫瑰红B高盐废水的工艺中，磷酸银/聚苯胺复合材料和铬掺杂钛酸锶的质量比为100∶1～7，且磷酸银/聚苯胺复合材料中磷酸银和聚苯胺的质量比为100∶1～7，这是使得磷酸银复合光催化剂具有更高的光催化活性和更好的光稳定性。

(7)本发明处理玫瑰红B高盐废水的工艺中，所用磷酸银复合光催化剂的制备方法，以磷酸银/聚苯胺复合材料、聚乙烯吡咯烷酮、铬掺杂钛酸锶为原料，通过将它们混合进行反应即可制备得到稳定性好、光催化性能优异的磷酸银复合光催化剂。本发明制备方法具有工艺简单、原材料易得、成本低廉等优点，同时该制备方法对环境友好、不产生有毒有害副产物，适合于大规模制备，符合实际生产的需求。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

图1为本发明实施例1中处理玫瑰红B高盐废水的光催化反应装置的结构示意图。

图2为本发明实施例1中处理玫瑰红B高盐废水的光催化反应装置的侧视图。

图3为本发明实施例3中处理玫瑰红B高盐废水的工艺流程图。

图4为本发明实施例3中磷酸银复合光催化剂在可见光下处理不同玫瑰红B高盐废水的降解效果图。

图5为本发明实施例3中磷酸银复合光催化剂对玫瑰红B高盐废水的循环降解效果图。

图例说明：

1、透明壳体；2、曝气器；3、聚光膜；4、透明套管；5、入口；6出口。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

以下本发明实施例中，若无特别说明，所采用的材料和仪器均为市售，所采用工艺为常规工艺，所采用设备为常规设备，且所得数据均是三次以上重复实验的平均值。

实施例1

如图1和图2所示，一种处理玫瑰红B高盐废水的光催化反应装置，包括透明壳体1，透明壳体1内设有曝气器2，曝气器2下方设有聚光膜3，曝气器2上方还设有装有光源的透明套管4。

本实施例中，透明壳体1由透明材料制成，其中透明材料为聚甲基丙烯酸甲酯，良好的透光性、较强可塑性。

本实施例中，曝气器2为微型曝气器，安装距离透明壳体1最低处5cm处，曝气器2的曝气孔朝向透明壳体1的最低处，安装方式为交叉安装，安装间距为16cm。本实施例中，在透明壳体1内设置微型曝气器，在使用过程中通过不断鼓入空气可使光催化材料与反应体系(废水)充分接触，使光催化材料混合均匀，同时还可以促进O₂分子反应产生·O₂ ^-，从而增加反应体系中·O₂ ^-产生量，提高光催化活性，促进污染物的降解。

本实施例中，聚光膜3为凹形，铺设在透明壳体1外部，具体的，聚光膜3由棱镜和基层材料组成，其中基层材料为聚对苯二甲酸乙二酯薄膜；聚光膜3的厚度为155μm。本实施例中，在曝气器下方设置聚光膜3可聚集光源，使得整个反应体系均有光照通过，可提高光照强度，并保证反应体系中的光源分布均匀，从而有利于光催化反应的发生并实现高效、彻底的降解反应体系中的污染物。

本实施例中，装有光源的透明套管4安装在透明壳体1内部，具体为透明套管4通过螺栓安装在透明壳体1内的中间部位，且透明套管4的两端不封口，使透明套管4处于通透状态，避免因光源发热造成管体温度过高。本实施例中，装有光源的透明套管4设置在曝气器上方，使得光催化装置既可以使用人光源，也可使用自然光源，从而使反应体系不受天气条件限制。本实施例中，透明套管4为石英玻璃套管，透明套管4内的光源为氙灯。

使用过程中，玫瑰红B高盐废水从入口5进入到光催化反应装置中，在透明套管4内的光源的照射下或外部光源(太阳光)的照射下，玫瑰红B高盐废水在透明壳体1内发生降解反应，且在降解反应过程中开启曝气器2进行曝气加强催化剂与玫瑰红B的接触，与此同时利用聚光膜3的聚光作用加强光照强度，进一步提升光催化降解效率，从而使得高盐废水中的玫瑰红B能够高效、彻底的降解，最后降解产物通过出口6流出光催化反应装置，进入到后续处理工序。

实施例2

一种处理玫瑰红B高盐废水的光催化反应装置，包括透明壳体1，透明壳体1内设有曝气器2，曝气器2下方设有聚光膜3。

本实施例中，透明壳体1由透明材料制成，其中透明材料为聚甲基丙烯酸甲酯，良好的透光性、较强可塑性。

本实施例中，曝气器2安装距离透明壳体1最低处5cm处，曝气器2的曝气孔朝向透明壳体1的最低处，安装方式为交叉安装，安装间距为20cm。本实施例中，在透明壳体1内设置曝气器2，在使用过程中通过不断鼓入空气可使光催化材料与反应体系(废水)充分接触，使光催化材料混合均匀，同时还可以促进O₂分子反应产生·O₂ ^-，从而增加反应体系中·O₂ ^-产生量，提高光催化活性，促进污染物的降解。

本实施例中，聚光膜3为凹形，铺设在透明壳体1外部，具体的，聚光膜3由棱镜和基层材料组成，其中基层材料为聚对苯二甲酸乙二酯薄膜；聚光膜3的厚度为155μm。本实施例中，在曝气器下方设置聚光膜3可聚集光源，使得整个反应体系均有光照通过，可提高光照强度，并保证反应体系中的光源分布均匀，从而有利于光催化反应的发生并实现高效、彻底的降解反应体系中的污染物。

实施例3

一种处理玫瑰红B高盐废水的工艺，具体为采用实施例2中的光催化反应装置对玫瑰红B高盐废水进行处理，其工艺流程图如图3所示，包括以下步骤：

S1、将Na₂SO₄的质量百分含量1％、5％、12％、18％、21％的玫瑰红B高盐废水(体积为40L，玫瑰红B的浓度为20mg/L)分别加入到实施例2的光催化反应装置中，各加入10g磷酸银复合光催化剂，在黑暗条件下搅拌30min使之混合均匀并达到吸附-解吸平衡，在太阳光下进行降解反应10min，与此同时，打开光催化反应装置中的曝气器进行曝气。

S2、步骤S1的降解反应完成后，将光催化反应装置中的废水加入到沉淀池(常规沉淀池，本实施例中所用沉淀池为圆柱型沉淀柱，该圆柱型沉淀柱的底面积为0.14～0.16m²、高为25～30cm)中进行沉淀处理60min，得到沉淀物质和上清液，其中沉淀物质(磷酸银复合光催化剂)返回至步骤S1的光催化反应装置中，继续用于降解玫瑰红B高盐废水。

S3、采用孔径为0.22μm的水系聚醚砜滤膜(该膜通过市购获得)对步骤S2中经沉淀处理后得到的上清液进行过滤，完成对玫瑰红B高盐废水的处理，其中过滤所得固体物质(磷酸银复合光催化剂)返回至步骤S1的光催化反应装置中，继续用于降解玫瑰红B高盐废水。

本实施例中，所用磷酸银复合光催化剂，包括磷酸银/聚苯胺复合材料，磷酸银/聚苯胺复合材料上负载有铬掺杂钛酸锶，其中磷酸银/聚苯胺复合材料是以聚苯胺磷酸银为载体，聚苯胺上负载有磷酸银。

本实施例中，所用磷酸银复合光催化剂中磷酸银/聚苯胺复合材料和铬掺杂钛酸锶的质量比为100∶3；磷酸银/聚苯胺复合材料中磷酸银和聚苯胺的质量比为100∶5。

本实施例中，所用磷酸银复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备磷酸银/聚苯胺复合材料：

(1.1)称取的0.0628g聚苯胺(PANI)于30mL N-N二甲基酰胺(DMF)中，超声处理3h，得到聚苯胺溶液。

(1.2)称取1.53g AgNO₃溶解在30mL超纯水中，所得AgNO₃溶液逐滴加入到步骤(1.1)中得到的聚苯胺溶液中，避光持续搅拌12h，得到AgNO₃/聚苯胺溶液。

(1.3)称取1.074g Na₂HPO₄·12H₂O溶解在30mL超纯水中，所得Na₂HPO₄·12H₂O溶液逐滴加入到步骤(1.1)中得到的AgNO₃/聚苯胺溶液中，避光搅拌4h，并将搅拌所得混合物离心进行固液分离，并用乙醇和超纯水各洗涤2次，在60℃真空条件下干燥，得到磷酸银/聚苯胺复合材料，记为Ag₃PO₄/PANI。

(2)制备铬掺杂钛酸锶：

(2.1)分别称取3.895g Sr(Ac)₂和0.4g Cr(NO₃)₃·9H₂O加入60mL乙二醇中，完全溶解后持续搅拌30min，再向所得混合溶液中逐滴加入5.92mL[(CH₃)₂CHO]₄Ti溶液，搅拌30min后，移至150℃油浴中，继续搅拌至溶液变成凝胶粉末态，得到前驱体粉末。

(2.2)称取0.9g步骤(2.1)所得前驱体粉末与60mL、浓度为5mol/L的NaOH溶液混合并搅拌40min，转移至带有容积为100mL聚四氟乙烯内衬的水热反应应釜内，于180℃反应36h，对反应产物溶液进行离心，采用乙醇和超纯水对离心所得固体物质各洗涤2次，在60℃真空干燥，得到铬掺杂钛酸锶，记为Cr∶SrTiO₃。

(3)制备磷酸银复合光催化剂：

(3.1)称取0.3g步骤(1)中制得的磷酸银/聚苯胺复合材料于30mL超纯水中，超声处理30min，加入0.2g聚乙烯吡咯烷酮，搅拌30min，得到磷酸银/聚苯胺复合材料溶液。

(3.2)称取0.009g步骤(2)中制得的铬掺杂钛酸锶于30mL超纯水中，超声处理30min，所得铬掺杂钛酸锶溶液逐滴加入到步骤(3.1)中得到的磷酸银/聚苯胺复合材料溶液中，避光反应4h后，离心，采用乙醇和超纯水对离心所得固体物质各洗涤2次，在60℃下真空干燥，得到磷酸银复合光催化剂，记为Ag₃PO₄/PANI/Cr∶SrTiO₃。

本实施例中，降解反应过程中，每间隔2min取样，利用吸光度与浓度之间的线性关系，通过分光光度计将过滤后的溶液进行吸光度的测定(波长为554nm)。以未加盐反应体系作为空白对照组，测试结果如图4所示。

图4为本发明实施例3中磷酸银复合光催化剂在可见光下处理不同玫瑰红B高盐废水的降解效果图。由图4可知，当Na₂SO₄的质量百分含量增加到21％时，磷酸银复合光催化剂的光降解活性几乎没有变化。根据Ksp(Ag₂SO₄)＝1.2×10^-5，Ksp(Ag₃PO₄)＝8.89×10^-17可知，加入SO₄ ^2-后没有形成Ag₂SO₄。SO₄ ^2-对光催化活性的影响主要利用捕获空穴(h⁺)和羟基自由基(·OH)来实现。在反应过程中，它们将高活性的h⁺和·OH转化为其他物质。虽然SO₄ ^-·具有一定的氧化能力并且可以氧化有机物质，但其体积相对较大，而且·OH的氧化效率高于SO₄ ^-·，所以其对反应速率几乎没有影响。另外，SO₄ ^2-是一种相对稳定的阴离子。另外，由图4可知，本发明磷酸银复合光催化剂在10min内对玫瑰红B高盐废水几乎完全去除。

利用步骤S2和步骤S3中回收得到的磷酸银复合光催化剂，按照实施例3中的方法重复处理玫瑰红B高盐废水，共重复5次。

图5为本发明实施例3中磷酸银复合光催化剂对玫瑰红B高盐废水的循环降解效果图。由图5可知，本发明磷酸银复合光催化剂使用三次后没有出现明显的失活现象，且第四次循环中玫瑰红B高盐废水的去除率仍为93.98％，第五次循环后，磷酸银复合光催化剂对玫瑰红B高盐废水去除率为92.24％。与第一次循环相比，磷酸银复合光催化剂的第五次循环去除效率仅降低了7.76％。结果表明，本发明磷酸银复合光催化剂在可见光照射下具有优异的稳定性，这也说明本发明磷酸银复合光催化剂在光催化过程中是有效和稳定的，明显提高了光催化性能和单组分光稳定性。

以上实施例仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种处理玫瑰红B高盐废水的工艺，其特征在于，采用光催化反应装置对玫瑰红B高盐废水进行处理，包括以下步骤：

S1、将玫瑰红B高盐废水加入到光催化反应装置中，加入磷酸银复合光催化剂，在光照条件下进行降解反应；所述光催化反应装置包括透明壳体(1)，所述透明壳体(1)内设有曝气器(2)，所述曝气器(2)下方设有聚光膜(3)；所述磷酸银复合光催化剂包括磷酸银/聚苯胺复合材料，所述磷酸银/聚苯胺复合材料上负载有铬掺杂钛酸锶；所述磷酸银/聚苯胺复合材料是以聚苯胺磷酸银为载体，所述聚苯胺上负载有磷酸银；所述磷酸银复合光催化剂中磷酸银/聚苯胺复合材料和铬掺杂钛酸锶的质量比为100∶1～3；所述玫瑰红B高盐废水中Na₂SO₄的质量百分含量为5％、12％、18％或21％；所述高盐废水中的玫瑰红B与磷酸银复合光催化剂的比例为50mg～100mg∶1g；

S2、步骤S1的降解反应完成后，将光催化反应装置中的废水进行沉淀处理；

S3、将步骤S2中经沉淀处理后得到的上清液进行过滤，完成对玫瑰红B高盐废水的处理。

2.根据权利要求1所述的处理玫瑰红B高盐废水的工艺，其特征在于，所述步骤S1中，所述磷酸银/聚苯胺复合材料中磷酸银和聚苯胺的质量比为100∶1～7。

3.根据权利要求1所述的处理玫瑰红B高盐废水的工艺，其特征在于，所述步骤S1中，所述降解反应的时间为10min～20min；

所述步骤S2中，所述沉淀处理的时间为60min～90min；

所述步骤S3中，采用水系聚醚砜滤膜对上清液进行过滤；所述水系聚醚砜滤膜的孔径为0.22μm。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的处理玫瑰红B高盐废水的工艺，其特征在于，所述磷酸银复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚苯胺与N-N二甲基酰胺混合，超声处理，得到聚苯胺溶液；

(2)将AgNO₃溶液逐滴加入步骤(1)中得到的聚苯胺溶液中，在避光条件下搅拌，得到AgNO₃/聚苯胺溶液；

(3)将Na₂HPO₄·12H₂O溶液逐滴加入步骤(2)中得到的AgNO₃/聚苯胺溶液中，在避光条件下搅拌，洗涤，干燥，得到磷酸银/聚苯胺复合材料；

(4)将步骤(3)中得到的磷酸银/聚苯胺复合材料与水混合，超声处理，加入聚乙烯吡咯烷酮，搅拌，得到磷酸银/聚苯胺复合材料溶液；

(5)将铬掺杂钛酸锶与水混合，超声处理，所得铬掺杂钛酸锶溶液逐滴加入到步骤(3)中得到的磷酸银/聚苯胺复合材料溶液中，在避光条件下进行反应，离心，洗涤，干燥，得到磷酸银复合光催化剂；所述磷酸银/聚苯胺复合材料溶液中的磷酸银/聚苯胺复合材料与铬掺杂钛酸锶的质量比为100∶1～3。

5.根据权利要求4所述的处理玫瑰红B高盐废水的工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，所述聚苯胺与N-N二甲基酰胺的质量体积比为0.42g～2.94g∶1L；所述超声处理的时间为1h～3h；

所述步骤(2)中，所述AgNO₃溶液中的AgNO₃与所述聚苯胺溶液中的聚苯胺的质量比为100∶0.81～5.75；所述搅拌的时间为10h～20h；

所述步骤(3)中，所述Na₂HPO₄·12H₂O溶液中的Na₂HPO₄·12H₂O与所述AgNO₃/聚苯胺溶液中的AgNO₃的摩尔比为1∶3；所述搅拌的时间为1h～6h；所述干燥在真空条件下进行；所述干燥的温度为50℃～75℃；

所述步骤(4)中，所述磷酸银/聚苯胺复合材料与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1∶1～1.5；所述超声处理的时间为10min～30min；所述搅拌的时间为10min～30min；

所述步骤(5)中，所述反应的时间为4h～8h；所述洗涤为采用乙醇和超纯水对离心所得固体物质各洗涤2～3次；所述干燥在真空条件下进行；所述干燥的温度为50℃～75℃。

6.根据权利要求5所述的处理玫瑰红B高盐废水的工艺，其特征在于，所述步骤(5)中，所述铬掺杂钛酸锶的制备方法包括以下步骤：

(a)将[(CH₃)₂CHO]₄Ti、Sr(Ac)₂、Cr(NO₃)₃·9H₂O与乙二醇混合，在温度为120℃～160℃下搅拌，直至溶液变成粉末；所述[(CH₃)₂CHO]₄Ti、Sr(Ac)₂、Cr(NO₃)₃·9H₂O的摩尔比为20∶19∶1；

(b)将步骤(a)中得到的粉末与氢氧化钠溶液混合，搅拌20min～60min，于反应釜中在温度为180℃进行反应30h～40h，离心，采用乙醇和超纯水对离心所得固体物质各洗涤2～3次，在真空、温度为50℃～75℃下干燥，得到铬掺杂钛酸锶。

7.根据权利要求1所述的处理玫瑰红B高盐废水的工艺，其特征在于，所述曝气器(2)上方还设有装有光源的透明套管(4)；所述透明套管(4)安装在透明壳体(1)内部；所述透明套管(4)为石英玻璃套管；所述透明套管(4)内的光源为氙灯。

8.根据权利要求1或7所述的处理玫瑰红B高盐废水的工艺，其特征在于，所述透明壳体(1)由透明材料制成；所述透明材料为聚甲基丙烯酸甲酯；

所述曝气器(2)安装在透明壳体(1)的底部；所述曝气器(2)为微孔曝气器；所述曝气器(2)安装距离透明壳体(1)最低处4cm～6cm处；所述曝气器(2)的曝气孔朝向透明壳体(1)的最低处；所述曝气器(2)的安装间距为10cm～20cm；

所述聚光膜(3)为凹形，铺设在透明壳体(1)外部；所述聚光膜(3)由棱镜和基层材料组成，所述基层材料为聚对苯二甲酸乙二酯薄膜；所述聚光膜(3)的厚度为155μm～160μm。

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