一种快速催化降解4-硝基苯酚的方法技术

技术编号:20879101 阅读:25 留言:0更新日期:2019-04-17 12:22
本发明专利技术公开了一种快速催化降解4‑硝基苯酚的方法,具体包括如下步骤:先依次将4‑硝基苯酚、硼氢化钠和铁磁性金属盐分别溶解到水中形成4‑硝基苯酚溶液、硼氢化钠溶液和铁磁性金属盐溶液;然后将4‑硝基苯酚溶液和硼氢化钠溶液均匀混合后,再加入铁磁性金属盐溶液对4‑硝基苯酚进行催化降解;沉降1h~2h后,采用磁力回收降解产生的铁磁性金属沉淀物,完成降解;本发明专利技术利用铁磁性金属作为催化剂快速降解4‑硝基苯酚,降解后产生的铁磁性金属沉淀物可通过磁力回收,不会对环境产生二次污染;本发明专利技术催化降解效率高,操作过程简单,成本低廉,有利于污水的快速处理,解决了回收难的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种快速催化降解4-硝基苯酚的方法
本专利技术是涉及一种快速催化降解4-硝基苯酚的方法,属于污水处理

技术介绍
在工业和农业的废水中出现了大量的有机物,尤其是4-硝基苯酚。4-硝基苯酚在水中具有高的毒性、溶解度和稳定性,很难通过常规方法去除,这给环境带来了巨大的威胁。因此,开发一种简单、高效和环保的方法来快速去除污水中的4-硝基苯酚引起了广泛的关注。目前,光催化降解法因较低的能耗而被认为是一种有发展前景的方法。4-硝基苯酚的降解效率取决于催化剂的活性。催化剂按组成成分可分为:半导体材料、贵金属材料及半导体-贵金属复合材料。半导体材料的带隙较宽,只可利用太阳光中波长较短的紫外光,对太阳能的利用率较低,导致其催化降解4-硝基苯酚的效率不高。相对而言,比表面积较高的贵金属纳米颗粒能够充分利用太阳光子,有着较高的光催化效率。然而,贵金属纳米颗粒因成本高而无法在污水处理中广泛应用。贵金属-半导体复合材料因其高的催化活性和可回收性引起了普遍的关注。然而,这些复合材料的制备工艺较为极其复杂,成本较高。基于上述问题,本专利技术提供了一种快速催化降解4-硝基苯酚的方法,该方法催化降解效率高,操作简单,成本低廉,便于回收,不会对环境产生二次污染,具有巨大的实际应用价值。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题和需求,本专利技术的目的是提供一种快速催化降解4-硝基苯酚的方法,利用铁磁性金属作为催化剂实现4-硝基苯酚的快速降解,降解产生的沉淀物可通过磁力回收,避免对环境产生二次污染,克服了4-硝基苯酚降解过程中,成本高、效率低、难回收及二次污染的问题。为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案如下:一种快速催化降解4-硝基苯酚的方法,其特征在于:具体包括如下步骤:(1)将4-硝基苯酚溶解到水中形成4-硝基苯酚溶液;将硼氢化钠溶解到水中形成硼氢化钠溶液;将铁磁性金属盐溶解到水中形成铁磁性金属盐溶液;(2)将4-硝基苯酚溶液和硼氢化钠溶液均匀混合后,再加入铁磁性金属盐溶液对4-硝基苯酚进行催化降解;(3)沉降1h~2h后,采用磁力回收降解产生的铁磁性金属沉淀物,完成降解。作为优选方案,步骤(2)中4-硝基苯酚、硼氢化钠和铁磁性金属盐的摩尔比为1:(10~100):(1~100)。作为优选方案,所述铁磁性金属盐为铁盐、钴盐或镍盐。作为进一步优选方案,所述铁盐为三氯化铁、硫酸铁、硝酸铁、氯化亚铁、硫酸亚铁或硝酸亚铁;所述钴盐为硫酸钴、氯化钴或硝酸钴,所述镍盐为硫酸镍、氯化镍或硝酸镍。作为优选方案,所述4-硝基苯酚溶液的浓度为0.01mol/L。作为优选方案,所述硼氢化钠溶液的浓度为1mol/L。作为优选方案,所述铁磁性金属盐溶液的浓度为0.1mol/L。作为优选方案,所述4-硝基苯酚在常温下进行降解,4-硝基苯酚催化降解可在10s~20s内完成。作为优选方案,所述快速催化降解4-硝基苯酚的方法还可用于催化降解2-硝基苯酚、3-硝基苯酚、甲基红、甲基橙或其他有机污染物。与现有技术相比,本专利技术具有如下有益效果:本专利技术所提供的快速催化降解4-硝基苯酚的方法,利用铁磁性金属作为催化剂,来实现4-硝基苯酚的快速降解,降解后产生的铁磁性金属沉淀物可通过磁力回收,不会对环境产生二次污染;本专利技术催化降解效率高,操作过程简单,成本低廉,有利于污水的快速处理,解决了回收难的问题;具有显著的进步性和突出的实质性特点,在污水处理领域中具有实际应用价值。附图说明图1为本专利技术实施例1提供的4-硝基苯酚降解前后的对比照片;图2为本专利技术实施例1提供的4-硝基苯酚降解反应的紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)图;图3为本专利技术实施例2提供的4-硝基苯酚降解前后的对比照片;图4为本专利技术实施例2提供的4-硝基苯酚降解反应的紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)图;图5为本专利技术实施例3提供的4-硝基苯酚降解前后的对比照片;图6为本专利技术实施例3提供的4-硝基苯酚降解反应的紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)图。具体实施方案以下结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步详细描述。下面各实施例中,采用铁磁性金属盐中三氯化铁为催化剂实现4-硝基苯酚的快速降解,所使用的4-硝基苯酚溶液的制备过程为:将0.139g4-硝基苯酚溶解到100mL去水中形成0.01mol/L的4-硝基苯酚溶液;所使用的硼氢化钠溶液制备过程为:将3.783g硼氢化钠溶解到100mL水中形成1mol/L的硼氢化钠溶液;所使用的三氯化铁溶液制备过程为:将1.62g三氯化铁溶解于100mL水中形成0.1mol/L的三氯化铁溶液。实施例1结合图1-2所示,本实施例提供的一种快速催化降解4-硝基苯酚的方法,具体包括如下步骤:(1)将体积为25mL浓度为0.01mol/L的4-硝基苯酚溶液和体积为2.5mL浓度为1mol/L的硼氢化钠溶液依次倒入烧杯,并充分混合,得到均匀的混合液;常温下,向所述混合液中加入2.5mL的0.1mol/L的三氯化铁溶液对4-硝基苯酚进行降解,降解时间为20s,得到降解后的溶液;(2)将步骤(1)中降解后的溶液沉降2h,采用磁力回收降解产生的团聚沉淀的金属铁,完成降解。如图1所示,4-硝基苯酚的特征黄色随着降解完全褪去,表示4-硝基苯酚完全被降解的过程;产生的沉淀物金属铁经磁力回收后,溶液恢复澄清状态。如图2所示,为采用日本岛津公司的UV-2600型紫外分光光度计监测到的4-硝基苯酚降解前后的紫外-可见吸收光谱图,可见4-硝基苯酚的特征峰400nm在20s内消失,同时在300nm处出现了的4-氨基苯酚的特征峰,说明了4-硝基苯酚可在20s内被完全降解成4-氨基苯酚。实施例2结合图3-4所示,本实施例提供的一种快速催化降解4-硝基苯酚的方法,具体包括如下步骤:(1)将体积为25mL浓度为0.01mol/L的4-硝基苯酚溶液和体积为14mL浓度为1mol/L的硼氢化钠溶液依次倒入烧杯,并充分混合,得到均匀的混合液;常温下,向所述混合液中加入125mL的0.1mol/L的三氯化铁溶液对4-硝基苯酚进行降解,降解时间为15s,得到降解后的溶液;(2)将步骤(1)中降解后的溶液沉降1.5h,采用磁力回收降解产生的团聚沉淀的金属铁,完成降解。如图3所示,4-硝基苯酚的特征黄色随着降解完全褪去,表示4-硝基苯酚完全被降解的过程;产生的沉淀物金属铁经磁力回收后,溶液恢复澄清状态。如图4所示,为采用日本岛津公司的UV-2600型紫外分光光度计监测到的4-硝基苯酚降解前后的紫外-可见吸收光谱图,可见4-硝基苯酚的特征峰400nm在15s内消失,同时在300nm处出现了的4-氨基苯酚的特征峰,说明了4-硝基苯酚可在15s内被完全降解成4-氨基苯酚。实施例3结合图5-6所示,本实施例提供的一种快速催化降解4-硝基苯酚的方法,具体包括如下步骤:(1)将体积为25mL浓度为0.01mol/L的4-硝基苯酚溶液和体积为25mL浓度为1mol/L的硼氢化钠溶液依次倒入烧杯,并充分混合,得到均匀的混合液;常温下,向所述混合液中加入250mL的0.1mol/L的三氯化铁溶液对4-硝基苯酚进行降解,降解时间为10s,得到降解后的溶液;(2)将步骤(1)中降解后的溶液沉降1h,采用磁力回收降解产生的团聚沉淀的金属铁,完成降解。如图5所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速催化降解4‑硝基苯酚的方法,其特征在于:具体包括如下步骤:(1)将4‑硝基苯酚溶解到水中形成4‑硝基苯酚溶液;将硼氢化钠溶解到水中形成硼氢化钠溶液;将铁磁性金属盐溶解到水中形成铁磁性金属盐溶液;(2)将4‑硝基苯酚溶液和硼氢化钠溶液均匀混合后,再加入铁磁性金属盐溶液对4‑硝基苯酚进行催化降解;(3)沉降1h~2h后,采用磁力回收降解产生的铁磁性金属沉淀物,完成降解。

【技术特征摘要】
1.一种快速催化降解4-硝基苯酚的方法,其特征在于:具体包括如下步骤:(1)将4-硝基苯酚溶解到水中形成4-硝基苯酚溶液;将硼氢化钠溶解到水中形成硼氢化钠溶液;将铁磁性金属盐溶解到水中形成铁磁性金属盐溶液;(2)将4-硝基苯酚溶液和硼氢化钠溶液均匀混合后,再加入铁磁性金属盐溶液对4-硝基苯酚进行催化降解;(3)沉降1h~2h后,采用磁力回收降解产生的铁磁性金属沉淀物,完成降解。2.根据权利要求1所述的快速催化降解4-硝基苯酚的方法,其特征在于:步骤(2)中4-硝基苯酚、硼氢化钠和铁磁性金属盐的摩尔比为1:(10~100):(1~100)。3.根据权利要求1所述的快速催化降解4-硝基苯酚的方法,其特征在于:所述铁磁性金属盐为铁盐、钴盐或镍盐。4.根据权利要求3所述的快速催化降解4-硝基苯酚的方法,其特征在于:所述铁盐为所述铁盐为三氯化铁、硫酸铁...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙丽刘茜茜周明亮
申请(专利权)人:上海理工大学
类型:发明
国别省市:上海,31

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