一种非晶合金类芬顿催化降解亚甲基蓝染料的方法技术

本发明专利技术公开一种非晶合金类芬顿催化降解亚甲基蓝染料的方法，向含有亚甲基蓝染料的溶液中加入铁基非晶合金，基于类芬顿反应降解溶液中的亚甲基蓝；所述铁基非晶合金的分子式组成满足：Fe

【技术实现步骤摘要】
一种非晶合金类芬顿催化降解亚甲基蓝染料的方法
本专利技术涉及金属材料
，具体涉及一种非晶合金类芬顿催化降解亚甲基蓝染料的方法。
技术介绍
能源短缺和环境污染已成为制约人类生存和发展的重大问题，发展绿色和低碳经济已成为世界各国共同关注的焦点。作为重要的能源材料，铁基非晶合金除优异的软磁、力学性能外，还具有良好的催化降解染料能力及耐腐蚀性能，而后者催化降解性能的发展相对缓慢。传统的用于染料降解处理的材料主要以还原铁粉和铸铁废屑为主。传统的还原铁粉处理染料采用的铁粉往往是商业级标准，而铸铁废屑其纯度、活性等指标相比还原铁粉更差，这就导致需要很长的处理时间才能达到后续处理的标准。此外，还原铁粉和铸铁屑的比表面积较大，在实际染料中会发生严重氧化，造成铁的腐蚀消耗。与之相比较的Fe基非晶合金则不同，这种非晶条带是通过快速凝固而成的，其原子呈长程无序、短程有序排列，且没有晶界、相界、位错等缺陷存在。更重要的是铁以原子态形式存在，保留零价铁本身具有的除色功能外还兼具铁基非晶及薄带样品的优势，不会因为晶间腐蚀或过度氧化而造成染料降解效率的降低，因此是一种极具潜力的染料处理材料。目前，已有科研工作者开始研究通过铁基非晶合金进行染料催化降解，如(Fe0.99Mo0.01)78Si9B13，Fe78Si13B9，Fe80P13C7等，但这些所采用的铁基非晶合金仍无法同时实现低成本、制备工艺简单、降解速率快的目的。鉴于上述缺陷，本专利技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本专利技术。
技术实现思路
>为解决上述技术缺陷，本专利技术采用的技术方案在于，提供一种非晶合金类芬顿催化降解亚甲基蓝染料的方法，向含有亚甲基蓝染料的溶液中加入铁基非晶合金，基于类芬顿反应降解溶液中的亚甲基蓝；所述铁基非晶合金的分子式组成满足：FeaPbBcCdCue，Fe的原子百分含量a为60≤a≤87，P的原子百分含量b为5≤b≤12，B的原子百分含量c为1≤c≤8，C的原子百分含量d为4≤d≤12，Cu的原子百分含量e为0≤e≤1.5，且a+b+c+d+e＝100。较佳的，Fe的原子百分含量a为75≤a≤85，P的原子百分含量b为7≤b≤10，B的原子百分含量c为1≤c≤4，C的原子百分含量d为6≤d≤8，Cu的原子百分含量e为0.1≤e≤1。较佳的，所述铁基非晶合金加入含有亚甲基蓝染料的溶液时的非晶合金状态为非晶切片或粉体，所述非晶切片长1cm～3cm，所述粉体的粒径300目。较佳的，所述非晶切片和所述粉体通过非晶合金条带制作，所述非晶合金条带宽度1mm～1.4mm、厚度18μm～25μm。较佳的，包括步骤：S1，在恒温水浴环境下，向含有亚甲基蓝染料的溶液中加入浓度为5％的稀硫酸及1mol/L的氢氧化钠调溶液pH至2～10，而后加入浓度为0～100mM的双氧水，形成混合液；S2，将所述铁基非晶合金按0g/L～1g/L用量加入所述混合液中，利用机械搅拌使所述铁基非晶合金与所述混合液充分接触反应，对含有亚甲基蓝染料的溶液进行降解。较佳的，所述步骤S1中恒温水浴环境温度为20℃～40℃。较佳的，所述步骤S2中机械搅拌转速为250r/min～500r/min。与现有技术比较本专利技术的有益效果在于：本专利技术的FePBCCu非晶切片(粉体)作为染料处理活性催化剂用于催化降解亚甲基蓝染料，其降解速率快，效果显著，且对催化剂、双氧水等的用量需求少，此外，合金成本低廉，制备工艺简单，在废染料治理方面具有良好的应用前景，对发展绿色和可持续经济具有重要意义。附图说明图1为实施例与比较例制备得到的非晶条带的XRD图；图2为实施例与比较例制备得到的非晶条带的TEM图；图3为实施例制备得到的非晶条带降解亚甲基蓝染料溶液的紫外-可见吸收光谱曲线图；图4为比较例制备得到的非晶条带降解亚甲基蓝染料溶液的紫外-可见吸收光谱曲线图；图5为实施例与比较例制备得到的非晶条带降解亚甲基蓝染料溶液过程中归一化染料浓度随降解时间的变化曲线图。图6为实施例制备得到的非晶条带用量及双氧水浓度降解亚甲基蓝染料溶液过程中归一化染料浓度随降解时间的变化曲线图。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。本专利技术所述非晶合金类芬顿催化降解亚甲基蓝染料的方法，向含有亚甲基蓝染料的溶液中加入铁基非晶合金，基于类芬顿反应降解溶液中的亚甲基蓝。所述铁基非晶合金的分子式组成满足：FeaPbBcCdCue，式中a、b、c、d、e分别表示各对应组分的原子百分含量，其中60≤a≤87、5≤b≤12、1≤c≤8、4≤d≤12、0≤e≤1.5，且a+b+c+d+e＝100。构成该铁基非晶合金的元素中，Fe元素以零价铁形式存在，参与类芬顿反应；P、B和C元素作为非晶形成元素；Cu与Fe元素排斥，促使非晶结构不均匀性形成，有利于构成原电池而加速染料降解。较佳的，其Fe、P、B、C和Cu元素的原子百分比含量分别为：75≤a≤85、7≤b≤10、1≤c≤4、6≤d≤8、0.1≤e≤1，且a+b+c+d+e＝100。所述铁基非晶合金加入含有亚甲基蓝染料的溶液时的非晶合金状态为非晶切片(长1cm～3cm)或粉体(粒径300目)。所述非晶切片和所述粉体通过非晶合金条带制作，所述非晶合金条带通过单辊甩带法制备得到，其腔体高真空环境/惰性气体保护，铜辊转速30m/s～50m/s，甩带气压差-0.06MPa～-0.02MPa，条带宽度1mm～1.4mm、厚度18μm～25μm。所述粉体制备过程为将所述非晶切片放入球磨罐中，球料比为50∶1，球磨转速为150r/min～250r/min，球磨时间为15h，而后用300目的筛子对球磨后得到的粉末进行过筛。所述非晶合金类芬顿催化降解亚甲基蓝染料的方法，包括步骤：S1，在恒温水浴环境下，配置溶液浓度为5mg/L～250mg/L的亚甲基蓝溶液；向亚甲基蓝溶液中加入浓度为5％的稀硫酸及1mol/L的氢氧化钠调溶液pH至2～10，而后加入浓度为0～100mM的双氧水；S2，将所述铁基非晶合金按0g/L～1g/L用量加入步骤S1所配的溶液中，利用机械搅拌使条带与溶液充分接触反应，实现亚甲基蓝溶液的均匀降解。所述步骤S1中恒温水浴环境温度为20℃～40℃。所述步骤S2中机械搅拌转速为250r/min～500r/min。本专利技术的FePBCCu非晶切片(粉体)作为染料处理活性催化剂用于催化降解亚甲基蓝染料，其降解速率快，效果显著，且对催化剂、双氧水等的用量需求少，此外，合金成本低廉，制备工艺简单，在废染料治理方面具有良好的应用前景，对发展绿色和可持续经济具有重要意义。实施例在本实施例中，提供了一种FePBCCu非晶合金类芬顿催化降解亚甲基蓝染料的应用，其分子式组成满足：Fe83.2P8B2C6Cu0.8。上面所述的铁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非晶合金类芬顿催化降解亚甲基蓝染料的方法，其特征在于，向含有亚甲基蓝染料的溶液中加入铁基非晶合金，基于类芬顿反应降解溶液中的亚甲基蓝；/n所述铁基非晶合金的分子式组成满足：Fe

【技术特征摘要】
1.一种非晶合金类芬顿催化降解亚甲基蓝染料的方法，其特征在于，向含有亚甲基蓝染料的溶液中加入铁基非晶合金，基于类芬顿反应降解溶液中的亚甲基蓝；
所述铁基非晶合金的分子式组成满足：FeaPbBcCdCue，Fe的原子百分含量a为60≤a≤87，P的原子百分含量b为5≤b≤12，B的原子百分含量c为1≤c≤8，C的原子百分含量d为4≤d≤12，Cu的原子百分含量e为0≤e≤1.5，且a+b+c+d+e＝100。


2.如权利要求1所述的非晶合金类芬顿催化降解亚甲基蓝染料的方法，其特征在于，Fe的原子百分含量a为75≤a≤85，P的原子百分含量b为7≤b≤10，B的原子百分含量c为1≤c≤4，C的原子百分含量d为6≤d≤8，Cu的原子百分含量e为0.1≤e≤1。


3.如权利要求1所述的非晶合金类芬顿催化降解亚甲基蓝染料的方法，其特征在于，所述铁基非晶合金加入含有亚甲基蓝染料的溶液时的非晶合金状态为非晶切片或粉体，所述非晶切片长1cm～3cm，所述粉体的粒径300目。


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【专利技术属性】
技术研发人员：侯龙，李维火，李明瑞，陈双双，江沐风，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34