本技术介绍了一种创新的光催化方法,用于高效降解水中的亚甲基蓝。该技术涉及制备专用光催化剂,随后将催化剂、PMS、pH调节剂和稳定剂混合,以实现对亚甲基蓝的高效降解。
背景技术
纺织工业中,印染环节产生的有机废水成为了行业中主要的环境负担,随着中国纺织业产能扩大和国际市场占有率增加,该行业面临的废水排放困境日益凸显。数据表明,2019年中国纺织产品占据全球出口市场的39.2%,庞大的生产能力对应着惊人的水资源消耗,平均每生产一吨纺织产品可能需要使用100至200吨清水,其年废水排放量可达20亿吨,这使得纺织产业成为工业废水排放大户,其中尤以印染废水排放为主导部分,占比可高达70%到80%。
印染废水具备多重显著特征:一是其色度高,通常介于50至2500度区间,体现了废水中染料的高浓度状况;二是其化学需氧量(COD)高,范围可达150至30000毫克/升,揭示了废水中有机污染物质的丰度;此外,此类废水还有毒性强、盐分水平高以及悬浮物浓度过高等特点。废水中的高色度源于染料内部的发色结构单元以及助色单元进入废水中,尤其是因稳定化学构造和较差生物降解性能而著称的偶氮类染料,大约占染料的60%-70%,大大提升了印染废水处理的难度。当前应用于印染废水处理的技术手段多样,包括化学氧化、物理化学法、电化学分解、光催化氧化以及生物处理等。
考虑到其高效性、成本效益高和对环境影响小的特点,光催化被认为是最佳的污染物处理方法,因为它们具有高效、经济可行和对环境影响较小的特点。高级氧化过程是一类利用催化剂和电光辐射,通过过硫酸盐或过氧单硫酸盐(PMS)的活化,产生羟基自由基和硫酸根离子的技术。这些过程涉及加成、取代、电子转移以及自由基与有机物之间的其他相互作用反应。过氧单硫酸盐因其稳定性、溶解性和强大的氧化还原能力而受到广泛关注,可以有效降解各种有机污染物,如偶氮染料、酚类化合物。
研究表明,过渡金属如钴、铁和铜对PMS的活化具有促进作用,提高了PMS的催化活性。然而,使用过渡金属激活PMS存在一些不足之处,包括成本上升和潜在的二次污染问题。
实现思路