一种催化降解有机染料及食品添加剂日落黄的方法与流程

本发明涉及一种降解有机染料的方法，特别是涉及一种催化降解有机染料及食品添加剂日落黄的方法。

背景技术：

近年来，我国食品结构发生了巨大变革，食用合成色素在食品工业中起的作用越发突出，每年食用合成色素的用量已增至800吨左右。然而，事实上，在巨大的经济利益的驱使下，食品中合成色素的超标、超范围使用现象屡禁不止。食用类偶氮色素分子的芳香部分大都有萘环与偶氮键，它们是偶氮色素的颜色载体，偶氮色素由于化学性质较活泼，在强还原剂作用下，R—N=N—R容易发生断裂，萘环被还原成α—萘胺、β—萘胺，这两种物质具有致癌性。另外，在加工过程中，砷、铅、铜、苯酚、苯胺、乙醚、氯化物等化工产品会对食用合成色素造成不同程度的污染，也会对人体造成危害。

传统的降解有机污染物方法，大多会对环境造成二次污染，且费用高，不适合继续应用于降解新的有机污染物。而相较于其他处理有机污染物的方法，超声波绿色环保、成本低，具有去除率高、降解速度快、反应时间短、操作简便、设施简单、适用范围广和占地面积小等优点。超声催化既能提高废水的可生化性，也不需添加任何试剂，是一项洁净且对要处理的溶液的物化性质要求较低的安全技术。超声在降解有机物时伴随有杀菌消毒等功效，可降低消毒剂用量，既能单独处理废水，又可以和其他一种或多种水处理技术相结合，是一项具有广泛的应用前景的环境友好型水处理技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种催化降解有机染料及食品添加剂日落黄的方法，本发明利用超声波/CoWO₄联用对日落黄模拟的废水进行降解，通过超声波/CoWO₄联用降解技术，改变超声功率、超声时间和催化剂加入量来探究技术的可行性，通过研究表明该技术能应用到降解工业废水方面。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种催化降解有机染料及食品添加剂日落黄的方法，所述方法利用超声波/CoWO₄联用对日落黄废水进行超声催化降解，其步骤如下：

在催化超声降解过程，量取日落黄溶液至锥形瓶，加入CoWO₄纳米级粉末，在避光处磁力搅拌使CoWO₄粒子充分分散并达到和日落黄之间吸附-脱附平衡；此外，采用HCl 和 NaOH溶液调节日落黄溶液的pH，设定范围为3.0-11.0；搅拌后取、样品，用离心机离心取得上层清液，做UV-vis光谱测定；剩余悬浮液放入可控制的超声波中避光超声后，再次取样离心测其UV-vis光谱数据。

所述的一种催化降解有机染料及食品添加剂日落黄的方法，所述钨酸盐半导体材料CoWO₄ 催化超声降解食品添加剂日落黄；超声波/CoWO₄联用；

包括以下步骤：

a.将纳米半导体材料CoWO₄和有机染料日落黄混合放入容器中，在避光的条件下搅拌；

b.将装有混合物的容器用铁架台夹好放入超声装置中。

所述的一种催化降解有机染料及食品添加剂日落黄的方法，所述避光磁力搅拌0-180分钟;超声时间为1-24小时;超声功率为80-2000W;超声温度为10-50℃；溶液pH为1~13。

所述的一种催化降解有机染料及食品添加剂日落黄的方法，所述避光条件下超声催化降解。本发明的优点与效果是：

1.本发明利用日落黄模拟工业废水及生活废水，通过超声波/CoWO₄联用降解技术，改变超声功率、超声时间和催化剂加入量来探究技术的可行性，通过研究表明该技术能应用到降解工业废水方面。

2.本发明纳米半导体材料催化超声降解技术在环保领域特别是在水处理工程中的应用研究已成为热点之一，利用此种技术解决污染问题将成为未来水污染治理发展的重要方向，它的发展和应用将会给废水处理技术的发展开创新的领域，其所具有的巨大潜力已得到人们广泛的认同。

3.纳米半导体材料催化超声降解废水是一种新型的水处理技术，能将有机污染物彻底降解为CO₂、H₂O 以及其他无机盐。随着此种水处理技术的应用研究不断深入开展，其必将在工业、农业、环保等领域发挥越来越重要的作用。此应用技术配置造价低、制备工艺简单、能耗少、有机污染物降解率高、降解过程中不产生二次污染、且催化剂可重复利用，适于大规模生产。

附图说明

图1为CoWO₄的XRD图；

图2 CoWO₄的不同放大倍数的SEM图；

图3不同实验条件下的日落黄溶液的UV-vis光谱图；

图4 CoWO₄和SY的Zeta电位；

图5 CoWO₄超声催化降解日落黄的可重复利用性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

本发明催化降解有机染料日落黄，其钨酸盐半导体材料CoWO₄ 催化超声降解食品添加剂日落黄。

本发明降解食品添加剂日落黄，其超声波/CoWO₄联用。

包括以下步骤：

一、将纳米半导体材料CoWO₄和有机染料日落黄混合放入容器中，在避光的条件下搅拌；

二、将装有混合物的容器用铁架台夹好放入超声装置中。

超声波/CoWO₄联用降解日落黄，其避光磁力搅拌0-180分钟；超声时间为1-24小时。

超声波/CoWO₄联用降解日落黄，其超声功率为80-2000W；超声温度为10-50℃；溶液pH为1~13；在避光条件下超声催化降解。

利用超声波/CoWO₄联用技术对日落黄模拟的废水进行超声催化降解的步骤：

在每次催化超声降解实验过程中，量取80 ml一定浓度的日落黄溶液（10-50 mg/L）至150 ml锥形瓶，加入CoWO₄（1.0-3.0 g/L）纳米级粉末，在避光处磁力搅拌30 min使CoWO₄粒子充分分散并达到和日落黄之间吸附-脱附平衡。此外，采用1 mol·L -1的HCl 和 NaOH溶液调节日落黄溶液的pH，设定范围为3.0-11.0。搅拌后取约10 mL样品，用离心机离心取得上层清液，做UV-vis光谱测定。剩余悬浮液放入可控制的超声波（变量输出功率为80-200 w，固定频率为40 kHz）中避光超声一定时间（20-120 min）后，再次取样离心测其UV-vis光谱数据。

实施例1:

日落黄溶液的最大吸收峰在480 nm处，此峰为偶氮和苯环共轭结构的吸收峰。当加入CoWO₄时，日落黄溶液在480nm处的最大吸收峰略有下降，这可能是由于CoWO₄对日落黄具有较弱的吸附性。当超声照射单独作用于日落黄溶液时，日落黄溶液在480 nm处的最大吸收峰有明显下降，表明在超声照射下日落黄有所降解。而当在CoWO₄和超声辐射共同作用于日落黄溶液时，在480nm处的最大吸收峰下降程度最为显著，表明大部分的日落黄已被催化超声降解。因此，该技术降解效果很好。

实施例2:

CoWO₄的加入量为2.0 g/L对日落黄的降解率的实验，超声照射时间为120 min，日落黄的浓度为30mg/L，溶液的pH为7，超声装置的功率为200 w，降解率达到百分之85.84。