一种高效去除水中典型三苯甲烷染料的方法技术

本发明专利技术公开一种高效去除水中典型三苯甲烷染料的方法，属于废水处理领域。本发明专利技术采用微波激发无电极灯产生紫外－可见光分别引发ＴｉＯ２光催化降解及Ｈ２Ｏ２非催化氧化降解孔雀石绿和结晶紫典型三苯甲烷染料废水。所使用的微波辐射由微波反应装置产生，微波反应装置主要组成为：微波功率源（１）、反应腔体（１３）、玻璃反应器（１５）、无极灯（１６）、冷凝管（１９）和温度探头（２１）。本发明专利技术对现有的微波光化学反应装置进行改进，使得反应装置既可以长时间工作，又能准确测量反应体系温度及无极灯发射光谱等，处理三苯甲烷染料孔雀石绿、结晶紫废水，具有高效、工艺简单、可控制性较强、反应条件温和、操作简便等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水中三苯甲烷染料处理方法的研究，具体说是一种微波激发无极 灯发射紫外-可见光从而引发TiO2光催化降解、H2O2非催化氧化降解处理水中典型三苯甲 烷染料孔雀石绿、结晶紫的光化学处理方法。
技术介绍
三苯甲烷染料是一种重要的有机试剂，广泛应用于环保、矿业、钢铁、医药、食品、 日化等领域，其结构特征是中心碳原子周围连接了三个苯环，其中一个苯环与碳原子以双 键相连。根据其连接的主色团的差异，分为酸性染料与碱性染料。酸性染料含磺酸基，碱性 染料多以季铵盐形式存在。孔雀石绿(C23H25CIN2,丽=365，MG)是一种弱碱性、极易溶于水的三苯甲烷染料， 其溶液通常呈蓝绿色。从1936年开始，MG作为驱虫剂、杀虫剂、防腐剂广泛用于水产养殖 中，用来预防与治疗各类水生动物的水霉病、鳃霉病和小瓜虫病等。但是，其滥用也导致水 生动植物病害加剧、耐药性增强；更为严重的是渔业水体大量残留该药物，引起水生动植 物体内积聚加大，严重威胁人体健康。因而，许多国家已将MG列为水产养殖禁用药物，加 拿大、美国、日本、欧盟等均规定在食用水产品中禁止检出MG及其代谢产物隐性孔雀石绿 (LMG)。但是，MG具有价格低廉、药效好等优点，许多地方水产养殖中仍违规使用。因而，我 国水产品出口因药物残留超标而遭拒货的情况时有发生，给我国造成巨大的经济损失。甚 至在1995-2003年间，日本市场因为抗菌药物超标多次退回或销毁鳗鱼和鳗鱼制品。2002 年，欧盟对我国出口到欧盟的动物源性产品实行禁运。2005年6月5日，英国食品标准局 在一家知名的超市连锁店出售的鲑鱼体内发现“孔雀石绿”成分，这一事件再一次引起了全 世界对孔雀石绿的关注。2006年，江西酒糟鱼中检测出孔雀石绿，浙江嘉兴4成龟鳖孔雀 石绿超标，香港也查出含孔雀石绿无证淡水鱼等。近期研究证实孔雀石绿经过生物转化 生成隐性孔雀石绿(C23H26N2，丽=331，LMG)，其在生物体组织中不易代谢，因而可以积累起 来。此外，LMG对生物体危害极大，能导致染色体断裂和呼吸毒性，致使生物体发生多种器 官的损伤，影响生物体免疫系统和生殖系统。因此，作为一类高致癌、致畸、致突变作用的化 学染料，尤其是其在生物体内的残留会对人类身体健康成巨大威胁，孔雀石绿的环境残留 及污染治理问题引起了公众广泛的关注。此外，研究发现其他三苯甲烷染料，例如结晶紫 (C25H30CIN3,丽=408，CV)，也具有类似危害。目前，水体中孔雀石绿和结晶紫等典型三苯甲烷染料处理难度较大，通常的研究 方法分为物理、化学、微生物三类。物理吸附法实现了污染物的相转移，但没有真正从环境 中去除三苯甲烷类有毒物；化学氧化法需投加大量化学药剂，易造成二次污染；微生物生 长对环境的要求比较严格、降解时间较长，且三苯甲烷染料毒性效应往往抑制大多微生物 降解反应。此外，作为一种具有较大的应用潜力的废水处理方法，高级氧化技术利用0H 自 由基氧化去除水中有机污染物表现出高效、快速等优点。但存在处理费用较高的缺点。例 如赵进才等采用 Vis-Fenton (Environ. Sci. Technol. 2005，39，5810-5815. ；Environ. Sci. Technol. 2004，38，1569-1575.)、Fenton (J. Phys. Chem. A 2002，106，9485-9490)、可见 光 K3PW1204(i 催化(Environ. Sci. Technol. 2006，40，3965-3970)处理低浓度 MG 废水；Chen 等采用 UV 光催化降解 MG、CV (J. Photochem. Photobiol.，A :Chem. 2006，184，147-154. Dyes and Pigments. 2007，75，434-442.)。上述反应存在体系复杂、反应周期较长的缺点。因此， 探索一种简单、经济、高效去除水体中三苯甲烷染料的方法显得尤为重要。微波广泛应用于有机合成中聚合、脱水反应，无机合成，食品杀菌，分析萃 取，等等(American Ceramic Society :ffesterville, OH, 1997, Vol. 80.) 2001 年， Florian等将微波与紫外光结合进行消解反应(Anal. Chem. 2001, 73,1515.) 0 2002年 以来，孙成、张西旺、鲁晓华、Vladimir Cirkva, Horikoshi, S等利用微波激发无极 灯发射紫外-可见光降解亚甲基蓝(J Hazard Mater. 2006，133，162-166.)、溴酚蓝 (Desalination. 2007，214，62-69.)、阿特拉津(J Hazard Mater. 2006,138,187-194. J Hazard Mater. 2007，145，424-430. J Hazard Mater. 2009，172，675-684.)、罗丹明 B(J Environ Sci-China. 2009，21，268-272.)、四氯酚(Sep. Purif. Technol.2007,58, 24-31.)、五氯酚(J Hazard Mater. 2005，124，147-152. Chemosphere. 2005，60，824-827.)、 酸性橙(J Photoch Photobio A. 2006，184，26-33. J Hazard Mater. 2006，134，183-189. J Photoch Photobio A. 2008，199，311-315. J Mol Catal A-Chem. 2005，237，199-205.)、 活性艳红 X-3B(DyesPigments. 2007，74，536-544. )、4-硝基苯甲醚(J Photoch Photobio A. 2005，172，146-150.)、氯乙酸(J Photoch Photobio A.2008，198，13-17. )、2， 4-Dherbicide (JPhotoch Photobio A. 2007，189，355-363.)等有毒有害物质。此外，付贤 智设计了“微波光催化空气净化技术”净化空气污染(专利号1279124)；曾庆福等申请“微 波-无极紫外光催化氧化水处理方法”的专利(专利号02139046)；洪军等也申请了 “微波 光催化处理废水的方法与装置”专利(公开号CN1654338)。目前，关于水体中孔雀石绿和结 晶紫等三苯甲烷染料的处理过程大多研究其降解机理，很少有相关处理工艺的研究。例如 鞠勇明等详细研究微波激发无极灯发射紫外_可见光降解孔雀石绿的降解机理(J. Phys. Chem. A. 2008，112，11172-11177)，但没有对比研究催化氧化与非催化氧化处理孔雀石绿的 工艺研究及可行性分析。微波光降解有机物研究取得很好降解效果，其主要优势可归纳为 (1)反应体系中同时接受微波辐射和紫外-可见光辐射两种电磁场的作用，且反应器对微 波基本没有吸收损耗；(2)在无极灯-悬浮反应溶液中，两种电磁场同时作用使得催化剂具 有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效去除水中典型三苯甲烷染料的方法，其特征在于：采用微波辐射激发无电极灯产生紫外－可见光分别引发ＴｉＯ↓［２］光催化降解及Ｈ↓［２］Ｏ↓［２］非催化氧化降解水中典型三苯甲烷染料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鞠勇明，许振成，刘旺，张雨葵，陈婵，林必桂，
申请(专利权)人：环境保护部华南环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]