【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化科学，是基于酞菁钴催化剂对氧分子的活化作用而研发的一种催化氧化脱亚硝氮的方法。以磺酸铵基酞菁钴为催化剂，催化水体中的溶氧活化氧化亚硝酸根，使之转化为硝酸根，以降低亚硝氮对水体的毒性，可用于水产养殖、工业污水和环境水中的亚硝氮的处理。
技术介绍
1、养殖业、工业和城市化的发展，水体污染问题日益严重。亚硝氮(no2-)作为一种常见的水体污染物，是氮循环的中间产物，主要由氨氮在微生物的作用下转化而来，已引起广泛关注。主要来源于工业排放、生活污水以及农业污染，如农业中的种植业、畜牧业和水产养殖业。亚硝氮不仅会对生态系统造成严重影响，还会通过食物链对人体健康产生潜在危害。研究表明，亚硝氮具有致癌、致畸和致突变等毒害作用，长期暴露于亚硝氮污染的环境中，会对人类健康构成严重威胁。因此，寻找高效、低成本的亚硝氮去除方法，提高亚硝氮去除效率，对于改善我国水环境质量、保障人民群众饮水安全具有重要的研究意义。
2、常见的含氮废水处理技术分别有物理法、化学法和生物法等。物理法利用具有高吸附能力的物质，能够有效地将no2-吸附到这些物质自身的结构中，许多产品中都包含了吸附剂成分，其显著优势在于反应迅速、所需费用低，然而若用量过多，则会增加成本。
3、化学法通常采取氧化法和还原法，氧化法，如，可在uv光的催化作用下，使h2o2能够显著地将亚硝酸盐有效的氧化。氧化法也可在次氯酸钠催化下去除亚硝酸盐，次氯酸钠不仅能有效且迅速地脱除亚硝酸盐，而且去除率高达89.1％。还原法，如，铸铁屑在亚硝酸盐脱除方面的出色能力，铸铁屑
4、生物法，通常用微生物菌处理水质，如光合细菌、硝化细菌、假丝酵母、巨大芽孢杆菌和短乳杆菌等。硝化细菌在这些微生物中独树一帜，它能够通过吸收并转化水体中浓度过高的亚硝酸钠，将其降解为无毒害的物质，如氮气和硝酸盐。在硝化菌的作用下，亚硝酸钠能在有氧环境中转化为硝酸盐，从而起到净化水质的效果，而当环境缺氧时，亚硝酸钠会被反硝化细菌还原为氮氧化合物或氮气。理论上，硝化细菌和反硝化细菌应能有效降低亚硝酸钠的含量。然而由于这些细菌属于化能自养菌，它们的生长繁殖速度相对缓慢，并且受到水体环境、成活率以及保存技术等多种因素的制约。因此，采用反硝化细菌和硝化细菌降解亚硝酸钠的方法在实际应用中效果并不理想。
5、除了上述三种方法，还有一种生物还原与电化学相结合的电极生物膜脱氮技术等。电极生物膜脱氮技术显著优势在于易于控制、效果稳定且脱除效率高。电极生物膜法有卓越的反硝化效率，能够实现高达93％的亚硝酸盐脱除效率。
6、总体而言，在脱除水体中亚硝氮方面已取得一些重要成就，为该领域发展提供了宝贵的经验和启示。但仍然存在去除效率不高、处理成本较高等问题，需要寻找更高效、无污染、节能、经济的方法来深入脱除水体中亚硝氮的创新方法。
7、基于脱亚氮的技术背景，拟选择一种催化剂催化活化氧分子氧化亚硝氮转化为硝基氮，如金属酞菁分子。金属酞菁作为催化剂时，其结构与人体血红素相似，这种相似性让他具备承载氧分子的能力，并能活化氧分子。金属酞菁及其衍生物，特别是水溶性的酞菁钴化合物，具有卓越的仿生光催化氧化性能，即使在低温条件下，也能发挥催化性能。酞菁钴通常用来催化氧化脱硫，经过研究发现，四磺酸铵基酞菁钴、双核六磺酸铵基酞菁钴作为脱硫催化剂，也具有催化氧化转化亚硝氮为硝基氮的作用。理论上，氧气氧化亚硝酸根为硝酸根是可能的，如式(1)、(2)，实践也证明是可行的。为此，进行了相关研究，提出了一种转化亚硝氮的酞菁催化氧化方法及应用。
8、no3-+2h++2e＝no2-+h2o 0.934e°/v (1)
9、o2+4h++4e＝2h2o 1.229e°/v (2)
技术实现思路
1、(一)本专利技术的目的：提出磺酸铵基酞菁钴催化氧化转化亚硝氮为硝基氮的方法，适用于水相脱除亚硝氮。
2、(二)技术方案：
3、(1)催化氧化转化亚硝氮反应。磺酸铵基酞菁钴作为活化氧的催化剂，配制成一定浓度的溶液，取一定体积的溶液，再吸取配制好的一定体积的一定浓度的亚硝酸钠溶液，混合后，室温下静置或磁力搅拌若干时间，进行催化氧化脱除亚硝氮的反应。
4、(2)显色分析亚硝氮的脱除率。上述反应一定时间后，加入一定体积的一定浓度的对氨基苯磺酸，混匀，静置一定时间。再加入一定体积的一定浓度的盐酸萘乙二胺溶液，加水定容至一定体积，混匀静置一定时间，并于特定波长下测定吸光度(a)。按上述方法测定用同体积蒸馏水替代催化剂溶液的体系的吸光度(a0)。为避免酞菁颜色的对分析结果的影响，再显色反应后补加同体积的酞菁溶液，然后定容到一定体积。
5、亚硝酸根离子清除率＝[(a0-a)/a0]×100％ (3)
6、(三)优点和效果
7、(1)环保无害。有动物实验证明，磺酸酞菁钴的铵盐、钠盐、钾盐安全无毒，对环境不构成任何污染。磺酸铵基钴酞菁催化氧化脱除亚硝氮的方法中无需外加氧化剂，不会造成二次污染。
8、(2)持久有效。酞菁类化合物在近中性的环境中物化性质比较稳定，可长期在水环境使用。磺酸铵基酞菁钴，水溶性好，分散容易，催化氧化脱除亚硝氮的效果显著，其用量少，持久有效。
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1.一种脱亚硝氮的酞菁催化氧化方法及应用，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的磺酸铵基酞菁钴为四磺酸铵基酞菁钴或六磺酸铵基双核酞菁钴，四磺酸铵基酞菁钴在脱除亚硝氮中的效果较好。
3.根据权利要求1磺酸铵基酞菁钴溶液的使用浓度，在实验室内使用浓度为0.5mg/mL，模拟脱除水体亚硝氮中的使用浓度为3.25×10-4mg/mL。
4.根据权利要求1所述的脱除亚硝氮的温度为室温，室温即实验室实验温度，有一定的变化范围，在25℃上下大约5℃变化。
5.根据权利要求1所述的催化氧化为水体中的氧气，没有外加氧化剂，在催化剂存在下，水体中的氧可以氧化亚硝氮。
6.根据权利要求1所述的脱除亚硝氮的催化剂磺酸铵基酞菁钴在水体中稳定，可存放10天以上，其催化作用没有明显变化。
【技术特征摘要】
1.一种脱亚硝氮的酞菁催化氧化方法及应用，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的磺酸铵基酞菁钴为四磺酸铵基酞菁钴或六磺酸铵基双核酞菁钴，四磺酸铵基酞菁钴在脱除亚硝氮中的效果较好。
3.根据权利要求1磺酸铵基酞菁钴溶液的使用浓度，在实验室内使用浓度为0.5mg/ml，模拟脱除水体亚硝氮中的使用浓度为3.25×10-4mg/ml。
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