本发明专利技术公开了一种利用小分子双酮‑紫外光还原处理六价铬的方法，即向含有六价铬的水中投加终浓度为0.1‑1 mM的小分子双酮，调整溶液pH为3‑6，然后置于紫外光源下辐照，即可将水中的六价铬还原为三价铬。本发明专利技术建立的UV/小分子双酮体系，可迅速地将水中的六价铬还原为毒性低、更易通过物理法去除的三价铬；其反应符合零级动力学，去除六价铬的速率是UV/TiO2法的数十倍；该方法为均相反应，操作简便，且相比于UV/TiO2等方法，适用溶液pH范围更宽，受溶液中共存离子的影响较小，可广泛应用于含六价铬工业废水的处理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水处理领域，特别是一种利用小分子双酮-紫外光还原处理六价铬的方法。
技术介绍
铬是一种重要的金属元素，具有质硬、耐磨、耐高温、抗腐蚀等特性，在冶金、化工、矿物工程、电镀、制铬、颜料、制药、轻工纺织、铬盐及铬化物的生产中具有广泛应用。在铬的生产、使用过程中会产生大量含铬废水，危害环境安全。水中的铬主要以六价(Cr(VI))和三价(Cr(III))形式存在，其中六价铬的毒性很大，是三价铬的数十至数百倍，皮肤接触可能造成遗传性基因缺陷，吸入可能致癌，对环境有持久危险性。鉴于六价铬的危害，美国环境保护局（EPA）将六价铬定为17种高度危险毒物之一，我国工业废水排放标准中也将六价铬列为第一类污染物，是国家重点控制的五大重金属污染物之一。根据我国污水综合排放标准GB8978-1996，对于产生铬废水的工业，要求工厂排放污水中的六价铬含量不得高于0.5mg/L。六价铬的污染源复杂，迁移过程中形态变化多样，多以CrO42-、Cr2O72-形式存在，缺乏有效的防治技术，而Cr(III)能够通过碱沉淀等简易方式去除。因此，将Cr(VI)还原为毒性低、更容易去除的Cr(III)，对于水中Cr(VI)的最终去除具有重要意义。光化学技术在处理水中污染物方面具有较好的效果。利用光化学还原六价铬为三价铬的技术主要有UV/TiO2等，其原理在于光催化TiO2产生还原性的电子将六价铬还原为三价铬，然后调节pH到中碱性，将铬通过沉淀去除。但由于TiO2为非均相催化剂，后期分离回收操作造成了工艺运行的不便。此外，有报道使用亚硫酸盐(Na2SO3)在紫外光下产生水合电子，将六价铬还原为三价铬。但亚硫酸盐体系的稳定运行对反应条件要求苛刻：需曝氮气除氧，且水合电子产生情况受水溶液的pH影响较大，适用范围窄。专利号为ZL201110419706.8的中国专利公开了一种基于UV/乙酰丙酮(2，4-戊二酮，AA)处理染料废水的方法，专利号为ZL201210141846.8的中国专利则公开了一种利用两种小分子双酮（2,3-丁二酮，BD，或2,5-己二酮，HD）作为光活性剂处理染料废水的方法。由此可见，小分子双酮，包括AA、BD、HD具有光化学活性，能够高效脱色染料废水。进一步的研究发现，AA高效脱色染料的原理在于光致形成染料-AA激基复合物，可直接发生电子和能量转移。但是六价铬的结构和化学性质与染料类有机物截然不同，其能否与小分子双酮形成光激复合物并发生光致电子转移尚未可知。目前，未见有利用UV/小分子双酮法(UV/diketone)还原处理水中Cr(VI)的方法报道。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种利用小分子双酮光还原处理水中六价铬的方法，能够快速、高效地将水中的六价铬还原为三价铬，便于后期沉淀处理，本专利技术是这样实现的：一种利用小分子双酮-紫外光还原处理六价铬的方法，其具体步骤如下：(A)向含有六价铬的水体中加入小分子双酮至终浓度为0.1-1mM；(B)将步骤(A)水体置于紫外光源下，以0.6-5mW/cm2的光强度辐照60min，即可将水体中的六价铬还原为三价铬;所述紫外光源为中压汞灯或低压汞灯。进一步，本专利技术利用小分子双酮-紫外光还原处理六价铬的方法中，所述小分子双酮为乙酰丙酮、2，3-丁二酮或2，5-己二酮中的一种。进一步，本专利技术利用小分子双酮-紫外光还原处理六价铬的方法中，步骤（A）水体中六价铬的浓度为1-20mg/L。本专利技术的有益效果在于，利用本专利技术建立的小分子双酮-紫外光（UV/diketone）体系，可迅速将水中的六价铬还原为更易去除的三价铬，以便进一步物理法沉淀去除。该光还原方法的速率是UV/TiO2体系的数十倍，是UV/SO32-体系的数倍；此外，本专利技术的UV/diketone体系为均相反应，操作简单，适用溶液pH范围广，可广泛应用于含Cr(VI)的工业废水的还原处理，具有较高的工业应用前景。附图说明图1为实施例UV/diketone还原处理中Cr(VI)浓度变化示意图。图2为实施例UV/AA还原处理中不同初始浓度对Cr(VI)浓度影响示意图。图3为实施例UV/AA还原处理中不同初始pH对Cr(VI)浓度影响示意图。图4为UV/AA还原处理中溶液pH随光照时间的变化示意图。图5为实施例UV/AA还原处理中不同阴离子对Cr(VI)浓度影响示意图。图6为实施例UV/AA还原处理中不同阳离子对Cr(VI)浓度影响示意图。图7为实施例UV/AA还原处理中低压汞灯对Cr(VI)浓度变化示意图。具体实施方式实施例中涉及试剂配置方法/来源：Cr(VI)储备液：称取2.83g的重铬酸钾至1L的超纯水中，配制为1g/L的Cr(VI)储备液。小分子双酮AA（2，4-戊二酮）、BD（2，3-丁二酮）、HD（2，5-己二酮）均购置于南京化学试剂厂。实施例1UV/diketone对Cr(VI)还原效果实验将Cr(VI)储备液加入若干25mL比色管中，然后分别加入小分子双酮AA、BD、HD、Na2SO3和TiO2，将Cr(VI)终浓度（单位以K2CrO7中Cr(VI)计））稀释为为20mg/L，并且比色管中小分子双酮AA、BD、HD，及还原剂Na2SO3的终浓度均为1.0mM，TiO2的终浓度为1g/L，然后倒入光反应装置的25mL的反应管中。本实施案例所采用进行光化学装置同专利CN102491450B说明书附图1、2所示，仪器操作步骤与该专利实施例1相同。本实施例使用300W中压汞灯，反应液处光强为5mW/cm2，光辐照反应60min，每隔10min取样一次检测Cr(VI)浓度，检测结果如图1所示。由图1可知，同等条件下，不同光化学过程对20mg/L六价铬的还原效果大小顺序为：UV/AA>UV/BD>UV/HD>UV/Na2SO3>UV/TiO2>UV。UV/AA可在60min将20mg/L的Cr(VI)还原92%，UV/TiO2只能还原15%，且UV/diketone对Cr(VI)的还原速率是UV/TiO2的5-12倍。由此可见，UV/diketone是一种高效的光还原Cr(VI)为三价铬的一种光化学方法。实施例2不同初始浓度Cr(VI)对UV/AA还原处理效果影响试验本实施例光照装置和光照条件同实施案例1，但比色管中所添加六价铬浓度为12-18mg/L，AA浓度为0.1mM，反应结果如图2所示。由图2光还原效果可见，A本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用小分子双酮‑紫外光还原处理六价铬的方法，其特征在于，具体步骤如下：向含有六价铬的水体中加入小分子双酮至终浓度为0.1‑1mM；将步骤A）水体置于紫外光源下，以0.6‑5 mW/cm2的光强度辐照20‑60 min，即可将水体中的六价铬还原为三价铬。
【技术特征摘要】
2015.12.18 CN 20151094957901.一种利用小分子双酮-紫外光还原处理六价铬的方法，其特征在于，具体步骤如下：
向含有六价铬的水体中加入小分子双酮至终浓度为0.1-1mM；
将步骤A）水体置于紫外光源下，以0.6-5mW/cm2的光强度辐照20-60min，即可将水...
【专利技术属性】
技术研发人员：张淑娟，吴兵党，吴惬，张国洋，杨明辉，宋孝杰，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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