本發(fā)明屬于光催化降解有機(jī)廢水的方法技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種碘化銀晶態(tài)雜化材料催化降解羅丹明B有機(jī)廢水的方法。
背景技術(shù):隨著工業(yè)的發(fā)展,生態(tài)環(huán)境日益破壞,特別是有限的水資源受到污染,去除水中的有機(jī)染料,如亞甲基藍(lán),羅丹明B等有毒有害的化學(xué)物質(zhì)成為環(huán)保領(lǐng)域的一項(xiàng)重要工作。晶態(tài)雜化材料作為一種固體催化劑,具有較好的氧化催化性能,能有效地降解廢水中的染料及其他有機(jī)污染物,并且還有毒性低、不污染環(huán)境、活性高、反應(yīng)條件溫和和不腐蝕設(shè)備等特性。由于光催化降解能有效將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)小分子,達(dá)到完全無(wú)機(jī)化的目的,并具有能耗低、操作方便、反應(yīng)條件溫和、無(wú)二次污染等突出優(yōu)點(diǎn)而頗受關(guān)注。許多難降解或用其他方法難以去除的有機(jī)污染物質(zhì),可以利用光催化降解去除。光催化以其室溫深度反應(yīng)和可直接利用太陽(yáng)能作為光源來(lái)驅(qū)動(dòng)反應(yīng)等獨(dú)特性能,而成為一種理想的環(huán)境污染治理技術(shù)和潔凈能源生產(chǎn)技術(shù)。光催化反應(yīng)是利用光能進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化的一種方式,是光和物質(zhì)之間相互作用的多種方式之一,是物質(zhì)在光和催化劑同時(shí)作用下所進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。光催化降解處理廢水技術(shù)被認(rèn)為是解決環(huán)境污染問(wèn)題的最有應(yīng)用前景的技術(shù)之一,已成為環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料具有很好的催化活性和選擇性,因此,近年來(lái)人們也把目光瞄向了有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化光催化劑的研究,而且。有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料氧化能力強(qiáng)、降解完全、能耗低、易于合成和催化劑可回收等優(yōu)點(diǎn),引起了廣大研究者的極大興趣,也為環(huán)境污染治理提出了新的理念和途徑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種碘化銀晶態(tài)雜化材料催化降解羅丹明B有機(jī)廢水的方法,利用1,3-二(4-甲基吡啶)丙烷二溴鹽作為陽(yáng)離子模板,通過(guò)和碘化銀自組裝構(gòu)筑了碘化銀晶態(tài)雜化材料,該碘化銀晶態(tài)雜化材料在光催化降解含有羅丹明B的有機(jī)廢水中表現(xiàn)出很好的光催化活性。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案,碘化銀晶態(tài)雜化材料催化降解羅丹明B有機(jī)廢水的方法,其特征在于具體步驟為:將100mL含有羅丹明B的有機(jī)廢水置于反應(yīng)容器中,加入100mg碘化銀晶態(tài)雜化材料,然后在500W汞燈照射下反應(yīng)2-3h,有機(jī)廢水中羅丹明B的光催化降解率達(dá)到50%以上,其中碘化銀晶態(tài)雜化材料的結(jié)構(gòu)單元為:,該碘化銀晶態(tài)雜化材料的具體合成步驟為:(1)將溴化銀和碘化鉀加入到二甲基甲酰胺溶液中使溴化銀-碘化鉀全部溶解得到溶液A,其中1mmol溴化銀對(duì)應(yīng)二甲基甲酰胺溶液的體積為20mL;(2)將1,3-二(4-甲基吡啶)丙烷二溴鹽加入到甲醇溶液中使其完全溶解得到溶液B,其中1mmol1,3-二(4-甲基吡啶)丙烷二溴鹽對(duì)應(yīng)甲醇溶液的體積為20mL,1,3-二(4-甲基吡啶)丙烷二溴鹽、溴化銀與碘化鉀的摩爾比為1:1:4;(3)將溶液B滴加到溶液A中有淺紅色沉淀產(chǎn)生,滴加完成后過(guò)濾反應(yīng)液,濾液靜置,于室溫下?lián)]發(fā)溶劑后析出淺紅色棒狀晶體,該棒狀晶體依次用蒸餾水和無(wú)水乙醇清洗后干燥得到目標(biāo)產(chǎn)物碘化銀晶態(tài)雜化材料。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:1、本發(fā)明的碘化銀晶態(tài)雜化材料能夠通過(guò)常見(jiàn)的水熱法工藝制備,制備方法簡(jiǎn)單易行,為催化降解廢水中的有機(jī)染料提供了新的選擇,同時(shí)拓展了有機(jī)無(wú)機(jī)雜化材料的應(yīng)用價(jià)值;2、本發(fā)明的碘化銀晶態(tài)雜化材料穩(wěn)定性比較好,在280℃以下基本不分解,保持穩(wěn)定,且在光催化降解含有羅丹明B的有機(jī)廢水中表現(xiàn)出很好的活性,表明具有很高的光催化活性和環(huán)保性。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明實(shí)施例1制得的碘化銀晶態(tài)雜化材料的PXRD(X-粉末衍射圖);圖2是本發(fā)明實(shí)施例1制得的碘化銀晶態(tài)雜化材料光催化降解含有羅丹明B的有機(jī)廢水的吸光度變化圖;圖3是空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)含有羅丹明B的有機(jī)廢水的吸光度變化圖;圖4是本發(fā)明實(shí)施例1制得的碘化銀晶態(tài)雜化材料光催化降解含有羅丹明B的有機(jī)廢水的濃度變化圖。具體實(shí)施方式以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明,但不應(yīng)該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例,凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1碘化銀晶態(tài)雜化材料的制備在7mL的A玻璃瓶中稱(chēng)取溴化銀23.5mg(0.1mmol)和碘化鉀66.4mg(0.4mmol),加入2mLDMF溶液使溴化銀-碘化鉀全部溶解;在5mL的B玻璃瓶中稱(chēng)取1,3-雙(4-甲基吡啶)丙烷二溴鹽38.6mg(0.1mmol),加入2mL甲醇溶液使其完全溶解;用吸管將B瓶中的溶液逐滴滴加到瓶A瓶中,發(fā)現(xiàn)有少量淺紅色沉淀產(chǎn)生,溶液完全混合后,將其過(guò)濾到一個(gè)干凈的小瓶中,靜置,室溫下讓溶劑自然揮發(fā),8天后發(fā)現(xiàn)有淺紅色棒狀狀晶體析出,依次用蒸餾水和無(wú)水乙醇洗滌,干燥,得到目標(biāo)產(chǎn)物碘化銀晶態(tài)雜化材料。產(chǎn)率:63%。IR(cm-1,KBr):3440(m),3040(w),1635(s),1461(s),1176(s),812(s),778(w),702(w),558(m);Anal.Calc:C,12.70;H,1.42;N,1.98%;Found:C,12.57;H,1.51;N,1.81%。實(shí)施例2碘化銀晶態(tài)雜化材料的制備在7mL的A玻璃瓶中稱(chēng)取溴化銀23.5mg(0.1mmol)和碘化鉀66.4mg(0.4mmol),加入3mLDMF溶液使溴化銀-碘化鉀全部溶解;在5mL的B玻璃瓶中稱(chēng)取1,3-雙(4-甲基吡啶)丙烷二溴鹽38.6mg(0.1mmol),加入2mL甲醇溶液使其完全溶解;用吸管將B瓶中的溶液逐滴滴加到瓶A瓶中,發(fā)現(xiàn)有少量淺紅色沉淀產(chǎn)生,溶液完全混合后,將其過(guò)濾到一個(gè)干凈的小瓶中,靜置,室溫下讓溶劑自然揮發(fā),14天后發(fā)現(xiàn)有淺紅色棒狀狀晶體析出,依次用蒸餾水和無(wú)水乙醇洗滌,干燥,得到目標(biāo)產(chǎn)物碘化銀晶態(tài)雜化材料。產(chǎn)率:59%。實(shí)施例3碘化銀晶態(tài)雜化材料的制備在7mL的A玻璃瓶中稱(chēng)取溴化銀23.5mg(0.1mmol)和碘化鉀66.4mg(0.4mmol),加入2mLDMF溶液使溴化銀-碘化鉀全部溶解;在5mL的B玻璃瓶中稱(chēng)取1,3-雙(4-甲基吡啶)丙烷二溴鹽57.9mg(0.15mmol),加入3mL甲醇溶液使其完全溶解;用吸管將B瓶中的溶液逐滴滴加到瓶A瓶中,發(fā)現(xiàn)有大量淺紅色沉淀產(chǎn)生,溶液完全混合后,將其過(guò)濾到一個(gè)干凈的小瓶中,靜置,室溫下讓溶劑自然揮發(fā),2天后發(fā)現(xiàn)有淺紅色棒狀狀晶體析出,依次用蒸餾水和無(wú)水乙醇洗滌,干燥,得到目標(biāo)產(chǎn)物碘化銀晶態(tài)雜化材料。產(chǎn)率:48%。實(shí)施例4實(shí)施例1制備的碘化銀晶態(tài)雜化材料光催化降解含有羅丹明B的有機(jī)廢水首先配制摩爾濃度為2.0×10-5mol/L的羅丹明B溶液100mL,稱(chēng)取100mg實(shí)施例1制得的碘化銀晶態(tài)雜化材料作為光催化劑加入到羅丹明B溶液中,為了確保吸附平衡,暗處磁力攪拌30min,然后用500W高壓汞燈照射,不加任何催化劑的羅丹明B溶液做空白對(duì)照試驗(yàn),每間隔15min,取3mL溶液進(jìn)行分析,做溶液的紫外吸收光譜,如圖2和3所示。以上實(shí)施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn),本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解,本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制,上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理,在不脫離本發(fā)明原理的范圍下,本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn),這些變化和改進(jìn)均落入本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。