利用超声波/FeWO4联用降解有机染料偶氮荧光桃红的方法与流程

本发明涉及一种降解有机染料的方法，特别是涉及一种利用超声波/FeWO₄联用降解有机染料偶氮荧光桃红的方法。

背景技术：

近年来，违禁色素的使用以及人工合成色素的违规使用，在国内外引发了多起食品安全事故。一方面，由于工业染料价格便宜、着色强、稳定性强，许多不法商贩为追逐利益，向食品中添加工业染料用于食品着色。但是大部分工业染料具有较高毒性、食用后会对人体产生较大危害。比如: 未列入国家颁布的《食品添加剂使用卫生标准》的酸性红 1 是人工合成的工业染色剂，它具有很强的致癌性，长期食用对人体危害很大。另一方面，一些染料在上述标准中虽有列入，但也明确规定了其使用范围和使用量，超使用范围和超量是主要存在的食品安全问题，以及染色剂随着食品垃圾进入废水中对环境产生危害。

近 10年来，国内外开始将超声波技术应用于水污染控制方面，已取得了一些研究进展。超声降解的原理是在超声作用下液体的声空化，即液体在超声作用下产生一定数目的空化泡，在空化泡崩溃的瞬间，会在空化泡内及周围极小空间范围内产生 1900～5200K高温和超声 5 × 107 Pa的高压，并伴有强烈的冲击波和时速高达 400km /s的射流，这些极端环境可使泡内水蒸气发生热分解反应，产生具有强氧化能力的羟基自由基，易挥发的有机物的蒸气也会在泡内直接热分解，而难挥发的有机物在空化泡气液界面上或在本体溶液中与同空化产生的羟基自由基发生氧化反应。众多研究结果表明，超声波降解法是一种极具产业前景的深度氧化技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种利用超声波/FeWO₄联用降解有机染料偶氮荧光桃红的方法，该方法利用超声波/FeWO₄联用技术对偶氮荧光桃红模拟的废水进行降解，改变超声功率、超声时间和催化剂加入量来应用降解工业废水及有机染料偶氮荧光桃红，具有操作简便、效率高、适用范围广、不产生二次污染的特点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

利用超声波/FeWO₄联用降解有机染料偶氮荧光桃红的方法，所述方法包括把FeWO₄纳米材料和偶氮荧光桃红的混合物置于暗处磁力搅拌下达到吸附-脱附平衡；将装有混合物的容器用铁架台夹好放入超声装置中：FeWO₄纳米材料的加入量为1 g/L；避光磁力搅拌0-180min；超声时间为1-24h；超声温度为10-50℃。

所述的利用超声波/FeWO₄联用降解有机染料偶氮荧光桃红的方法，所述超声催化降解是在避光条件下。

本发明的优点与效果是：

1.本发明利用偶氮荧光桃红模拟工业废水，通过超声波/FeWO₄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.本发明中超声波的主要作用是机械效应、空化作用、热效应和化学效应。超声波和FeWO₄联用法作为一种新型有机污水处理技术，具有操作简便、效率高、适用范围广、不产生二次污染的优点。

附图说明

图1为实施例1不同实验条件下的偶氮荧光桃红溶液的UV-vis光谱图；

图2为 FeWO₄加入量对偶氮荧光桃红的降解率的影响；

图3为超声功率对偶氮荧光桃红的降解率的影响；

图4为超声时间对偶氮荧光桃红的降解率的影响。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

利用超声波/FeWO₄联用技术对偶氮荧光桃红模拟的废水进行超声催化降解的步骤：

一、把FeWO₄纳米材料和偶氮荧光桃红的混合物在磁力搅拌下达到吸附-脱附平衡；

二、将装有混合物的容器放入超声装置中。加入水使其刚没过混合物的液面；

三、超声过程中在避光条件下进行。

实施例1：

图1是在不同实验条件下的偶氮荧光桃红溶液的UV-vis光谱图（测量范围为200-800 nm）。偶氮荧光桃红溶液的最大吸收峰在505 nm处(曲线a所示)，此峰为偶氮和苯环共轭结构的吸收峰。当加入FeWO₄时，与曲线a相比，偶氮荧光桃红溶液在505nm处的最大吸收峰略有下降(曲线b所示)，这可能是由于FeWO₄对偶氮荧光桃红具有较弱的吸附性。当超声照射单独作用于偶氮荧光桃红溶液时，所得到的溶液曲线c与曲线a和b相比，偶氮荧光桃红溶液在505 nm处的最大吸收峰有明显下降，表明在超声照射下偶氮荧光桃红有所降解。而当在FeWO₄和超声辐射共同作用于偶氮荧光桃红溶液时，曲线d在505 nm处的最大吸收峰下降程度最为显著，表明大部分的偶氮荧光桃红已被催化超声降解。因此，该技术降解效果很好。

实施例2:

FeWO₄的加入量为1.0 g/L对偶氮荧光桃红的降解率的实验，超声照射时间为120 min，偶氮荧光桃红的浓度为40mg/L，溶液的pH为7，超声装置的功率为200 w，降解率达到95.35%。

实施例3：

改变超声功率来研究降解偶氮荧光桃红的效果，实验中，FeWO₄的加入量为1.0 g/L，超声照射时间为120 min,染料溶液的pH为7，偶氮荧光桃红的浓度为40 mg/L，超声装置的输出功率设定在80-200 w范围内。由图3可知，当超声功率逐渐增加时，偶氮荧光桃红的降解率也明显增加。