摘要：隨著印染工業(yè)的快速發(fā)展，染料廢水已成為水污染的重要來(lái)源[1]。甲基橙作為一種代表性的印染廢水主要成分，很難自然降解，破壞生態(tài)平衡，對(duì)環(huán)境造成不良影響。本研究用雷尼鎳-鐵合金催化劑（Raney Ni-Fe）作為甲基橙廢水的快速還原脫色劑，模擬印染廢水的酸性環(huán)境，達(dá)到甲基橙的快速脫色，酸性條件下，11min脫色率在99%以上，為有機(jī)印染廢水的處理提供一個(gè)快速脫色途徑。

關(guān)鍵詞：甲基橙;Raney Ni-Fe;脫色;催化

中圖分類(lèi)號(hào)：X788 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）02-00-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.02.050

Abstract：With the rapid development of the printing and dyeing industry， dye wastewater has become an important source of water pollution [1]. As a representative main component of printing and dyeing wastewater， methyl orange is difficult to degrade naturally， disrupt ecological balance， and cause adverse effects on the environment. In this study， Raney Ni-Fe catalyst was used as a rapid reduction and decolorization agent for methyl orange wastewater. The acidic environment of printing and dyeing wastewater was simulated to achieve rapid decoloration of methyl orange. Under acidic conditions， the decolorization rate was 99% in 11 minutes Above%， it provides a fast decoloring way for the treatment of organic printing and dyeing wastewater.

Key words：Methyl orange;Raney Ni-Fe;Decoloration;Catalysis

甲基橙作為一種偶氮染料，是印染廢水的主要成分之一。目前，處理偶氮染料時(shí)光催化法和高級(jí)氧化技術(shù)是最為常用的方法[2，3]。然而目前光催化技術(shù)和高級(jí)氧化技術(shù)都存在能耗較高，反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)等問(wèn)題，而目前已經(jīng)有學(xué)者在研究染料的還原脫色反應(yīng)[4]。因此，本研究以甲基橙為模擬廢水，模擬印染廢水多為酸性條件，研究了不同pH條件下，甲基橙的脫色率，以及反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程，該研究為印染廢水的還原脫色提高了理論依據(jù)以及應(yīng)用參考。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 試劑與儀器

Ni-Al合金，氫氧化鈉（國(guó)藥集團(tuán)），無(wú)水乙醇（國(guó)藥集團(tuán)），硫酸亞鐵（國(guó)藥集團(tuán)），硼氫化鈉（國(guó)藥集團(tuán)）。

紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（日本島津公司），分析天平（上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 Raney Ni骨架制備

2g 雷尼鎳-鋁合金過(guò)120目篩，緩慢滴加20mL 6mol/L NaOH，之后超聲15min，接著升溫至353K，保持2.5h，N2保護(hù)，反應(yīng)完后洗至中性，再用無(wú)水乙醇洗3～5次。

1.2.2 Raney Ni-Fe催化劑

移取 Fe2+濃度為24mg/L的硫酸亞鐵溶液10mL，加入Raney Ni骨架中，配置0.8M NaBH4，滴加到上述混合液當(dāng)中，超聲，反應(yīng)大約持續(xù)15min。制得Raney Ni-Fe催化劑，通過(guò)原子吸收測(cè)定準(zhǔn)確比例。

2 結(jié)果與討論

2.1 Raney Ni-Fe催化劑表征

如圖1可知，XRD結(jié)果可見(jiàn)Fe的（110）、（200）和（211））晶面非常明顯。表面在進(jìn)行負(fù)載反應(yīng)后，F(xiàn)e已經(jīng)成功負(fù)載到Raney Ni表面。通過(guò)原子吸收測(cè)定負(fù)載率為40%。

2.2 不同pH值下的甲基橙脫色反應(yīng)

本研究實(shí)驗(yàn)了不同pH值下的甲基橙脫色反應(yīng)。通過(guò)紫外可見(jiàn)分光光度法進(jìn)行甲基橙脫色分析，根據(jù)紫外可見(jiàn)光譜全波長(zhǎng)掃描結(jié)果，由圖2可知，466nm處是最大吸收波長(zhǎng)。根據(jù)466nm處的吸光度和標(biāo)準(zhǔn)濃度做標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算出甲基橙的脫色率，在11min后脫色率達(dá)到99%以上。

2.3 不同pH下甲基橙脫色符合一級(jí)反應(yīng)速率方程

如圖3可知，由不同pH下的吸光度和甲基橙標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算出甲基橙的濃度，根據(jù)濃度和時(shí)間進(jìn)行方程擬合，此反應(yīng)符合一級(jí)反應(yīng)方程，將ln C0/ Ct～t作圖，得出速率常數(shù)。其中pH=1.3（a），pH=2.7（b），如下圖所示，k1=0.2675（a），k2=0.2014（b）。

3 結(jié)論

本研究運(yùn)用雷尼鎳-鐵合金催化劑（Raney Ni-Fe）作為甲基橙廢水的快速還原脫色劑，模擬印染廢水的酸性環(huán)境，11min脫色率在99%以上。在pH=1.3和pH=2.7條件下，該還原脫色反應(yīng)符合動(dòng)力學(xué)一級(jí)反應(yīng)方程。本研究為甲基橙廢水脫色反應(yīng)提供了理論依據(jù)，在印染廢水脫色領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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[3]汪快兵，方迪，徐峙暉，等.生物合成施氏礦物作為類(lèi)芬頓反應(yīng)催化劑降解甲基橙的研究[J].環(huán)境科學(xué)，2015，36（3）：995-999.

[4]袁超，李磊，孫應(yīng)龍，等.零價(jià)鋁還原處理偶氮染料活性藍(lán)222廢水[J].環(huán)境科學(xué)研究，2016，29（7）：1067-1074.

收稿日期：2019-12-17

作者簡(jiǎn)介：劉慧慧（1982-），女，漢族，本科學(xué)歷，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境修復(fù)。