一种降解印染废水的杂多银铌酸盐及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及废水处理技术领域，公开了一种降解印染废水的杂多银铌酸盐及其制备方法与应用。通过将硝酸铵加入蒸馏水中，随后加入银的盐溶液，并将得到的混合溶液滴加进多铌氧酸盐前驱体的水溶液中，通过硝酸铵调节pH后加入乙二胺，最后通过水热反应和晶体培养，得到本发明专利技术杂多银铌酸盐。本发明专利技术制备过程简单，制备得到的杂多银铌酸盐在紫外光区和可见光区均有吸收，将本发明专利技术杂多银铌酸盐分散于浓度为10mg/L的罗丹明B溶液中，在200W的紫外灯光照60min后，对罗丹明B的降解率最高能达到98.1％，说明其降解印染废水的效果显著，在光催化降解领域具有较好的应用前景。而且与现有杂多铜铌酸盐相比，本发明专利技术杂多银铌酸盐的安全性更高。

【技术实现步骤摘要】
一种降解印染废水的杂多银铌酸盐及其制备方法与应用
本专利技术涉及废水处理领域，尤其涉及一种降解印染废水的杂多银铌酸盐及其制备方法与应用。
技术介绍
在印染、皮革、食品、医药和纺织等行业，染料被广泛使用。每年有大量的染料在染色的过程中被浪费后排放进自然环境中。这些染料的稳定性极好，难以自然降解，染料在水中会大大消耗氧气，从而使得水体缺氧，这将会对水中动植物的生存带来巨大危害。大多数染料是一种多苯环取代物，因其自身先天的毒性、致癌性、成分复杂、难以生物降解性和极易对人类健康、自然生态和水资源造成严重的损害等特点，成为全球典型的处理起来非常困难的几种工业废水其中之一，一般情况下都不能被自然环境下的微生物降解，会长期的存在水域中而进一步利用食物链传递到动植物和人类体内，对人类的健康造成巨大威胁。因此，我们有必要采取安全有效的方法去降解印染废水，从而可以减缓水域环境污染，保护人类、动植物与生态环境免受其害。另外，若降解处理后的水可进一步加工处理以备使用，将能够缓解淡水资源紧缺问题。过渡金属氧化物催化剂在有机染料的吸附中展现出较好的能力和高选择性，这将有利于染料废水的高效处理。然而，随着过渡金属氧化物的尺寸降低到纳米级别，其表面能逐渐增加，这将必然降低过渡金属氧化物结构的稳定性。在范德华力或其它作用下，过渡金属氧化物颗粒容易发生团聚而很大程度上减少其吸附容量和选择性，甚至消失，所以，需要从其制备等方面采用一些手段对过渡金属氧化物进行处理，导致其制备工艺复杂，成本增加。专利CN106563460B中制备的杂多铜铌酸盐在处理印染废水中展现出良好的光催化降解性能，但是经过杂多铜铌酸盐处理的印染废水中很有可能残留大量的铜离子，造成铜离子超标，进而造成二次污染，对环境的危害较大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种降解印染废水的杂多银铌酸盐及其制备方法与应用，制备的杂多银铌酸盐对染料具有良好的光催化降解性能，可用作催化剂降解印染废水，而且环境安全性好。本专利技术提供了一种降解印染废水的杂多银铌酸盐，分子式为K5[H2AgNb6O19]·11H2O。优选的，所述杂多银铌酸盐的结构为银离子通过配位键与[Nb6O19]8-连接形成的三维网络结构。本专利技术还提供了一种降解印染废水的杂多银铌酸盐的制备方法，包括以下步骤：1)将多铌氧酸盐前驱体溶于蒸馏水中，搅拌至完全溶解，得到多铌氧酸盐前驱体的水溶液，所述多铌氧酸盐前驱体的分子式为K7[HNb6O19]·13H2O；2)在室温且无光照的条件下，将硝酸铵加入蒸馏水中，边搅拌边缓慢加入银的盐溶液，得到第一混合溶液；3)将所述第一混合溶液滴加进入步骤1)得到的多铌氧酸盐前驱体的水溶液中，得到第二混合溶液，用硝酸溶液调节所述第二混合溶液pH为11.5～12.0，随后加入乙二胺，搅拌均匀，得到第三混合溶液；4)将第三混合溶液转移至水热反应釜中，在120～160℃条件下反应10～20h，然后缓慢滴加乙醇析出晶体，所述晶体即为杂多银铌酸盐。优选的，所述多铌氧酸盐前驱体水溶液的浓度为0.03～0.05g/mL。优选的，所述银的盐溶液为硝酸银溶液。优选的，所述第一混合溶液中铵根离子的浓度为0.004～0.02mol/L，银离子的浓度为0.002～0.02mol/L。优选的，步骤3)中所述第二混合溶液与乙二胺的体积比为30～80:1。优选的，步骤3)中所述硝酸溶液的浓度为1mol/L。本专利技术还提供了一种上述的杂多银铌酸盐或者上述制备方法制备得到的杂多银铌酸盐在光催化降解印染废水中的应用。与现有技术相比，本专利技术将硝酸铵加入蒸馏水中，随后加入银的盐溶液，并将得到的混合溶液滴加进多铌氧酸盐前驱体的水溶液中，通过硝酸铵调节pH后加入乙二胺，最后通过水热反应和晶体培养，得到以过渡金属银配位而成的杂多银铌酸盐。本专利技术以分子式为K7[HNb6O19]·13H2O的化合物为多铌氧酸盐前驱体，制备得到的杂多银铌酸盐的分子式为K5[H2AgNb6O19]·11H2O，在阴离子[Nb6O19]8-中氧原子可以分为四组，相应的Nb–O键长为：Nb–Ot：Nb–μ2-Ob：Nb–μ3-Ob：Nb–Oc：由于银离子与μ3-Ob原子配位，Nb–μ2-Ob键长比Nb–μ3-Ob要长，并且Ag–μ3-Ob键长比AgO中Ag–O要长(Ot代表端氧，Ob代表桥氧，Oc代表中心氧原子)。本专利技术制备过程简单，制备得到的杂多银铌酸盐在紫外光区和可见光区均有吸收，将本专利技术杂多银铌酸盐分散于50mL10mg/L罗丹明B溶液中，在200W的紫外灯光照60min后，对罗丹明B的降解率最高能达到98.1％，说明其降解印染废水的效果显著，在光催化降解领域具有较好的应用前景。而且与现有杂多铜铌酸盐相比，本专利技术杂多银铌酸盐的安全性更高。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。本专利技术提供了一种降解印染废水的杂多银铌酸盐，分子式为K5[H2AgNb6O19]·11H2O。杂多银铌酸盐的结构为银离子通过配位键与[Nb6O19]8-连接形成的三维网络结构。具体的，本专利技术提供的多铌氧酸盐是以过渡金属银配位而成，其分子式为K5[H2AgNb6O19]·11H2O；其中K5[H2AgNb6O19]·11H2O的阴离子[Nb6O19]8-中氧原子可以分为四组，相应的四组Nb–O键的键长为：Nb–Ot键的键长为Nb–μ2-Ob键的键长为Nb–μ3-Ob键的键长为Nb–Oc键的键长为很明显Nb–μ2-Ob键的键长比Nb–μ3-Ob键的键长要长，这可能是由于银离子与μ3-Ob原子配位导致的，并且Ag–μ3-Ob键长比AgO中Ag–O键的键长要长(Ot代表端氧，Ob代表桥氧，Oc代表中心氧原子)。本专利技术还提供了一种降解印染废水的杂多银铌酸盐的制备方法，包括以下步骤：1)将多铌氧酸盐前驱体溶于蒸馏水中，搅拌至完全溶解，得到多铌氧酸盐前驱体的水溶液，所述多铌氧酸盐前驱体的分子式为K7[HNb6O19]·13H2O；2)在室温且无光照的条件下，将硝酸铵加入蒸馏水中，边搅拌边缓慢加入银的盐溶液，得到第一混合溶液；3)将所述第一混合溶液滴加进入步骤1)得到的多铌氧酸盐前驱体的水溶液中，得到第二混合溶液，用硝酸溶液调节所述第二混合溶液pH为11.5～12.0，随后加入乙二胺，搅拌均匀，得到第三混合溶液；4)将第三混合溶液转移至水热反应釜中，在120～160℃条件下反应10～20h，然后缓慢滴加乙醇析出晶体，所述晶体即为杂多银铌酸盐。具体的，本专利技术首先将多铌氧酸盐前驱体溶于蒸馏水中，搅拌至完全溶解，得到多铌氧酸盐前驱体的水溶液，在此过程中，本专利技术所采用的多铌氧酸盐前驱体优选为K7[HNb6O19]·1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降解印染废水的杂多银铌酸盐，其特征在于，所述杂多银铌酸盐的分子式为K

【技术特征摘要】
1.一种降解印染废水的杂多银铌酸盐，其特征在于，所述杂多银铌酸盐的分子式为K5[H2AgNb6O19]·11H2O。


2.根据权利要求1所述的杂多银铌酸盐，其特征在于，所述杂多银铌酸盐的结构为银离子通过配位键与[Nb6O19]8-连接形成的三维网络结构。


3.一种降解印染废水的杂多银铌酸盐的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将多铌氧酸盐前驱体溶于蒸馏水中，搅拌至完全溶解，得到多铌氧酸盐前驱体的水溶液，所述多铌氧酸盐前驱体的分子式为K7[HNb6O19]·13H2O；
2)在室温且无光照的条件下，将硝酸铵加入蒸馏水中，边搅拌边缓慢加入银的盐溶液，得到第一混合溶液；
3)将所述第一混合溶液滴加进入步骤1)得到的多铌氧酸盐前驱体的水溶液中，得到第二混合溶液，用硝酸溶液调节所述第二混合溶液pH为11.5～12.0，随后加入乙二胺，搅拌均匀，得到第三混合溶液；
4)将第三混合溶液转移至水热反应釜中，在120...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛庆辉，张莉，梁志结，郁佳，郑琳娟，张毓，王伟，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32