染料的光催化脱色技术

摘要

染料与我们日常生活息息相关，其使我们生活的世界更加丰富多彩。本论文从染料的分类、染料废水的脱色技术、光催化的研究房展、印染废水的光催化研究等方面进行了讨论与研究。本文通过查阅书籍资料，实验对比讨论得出了结论，进一步的对染料光催化技术进行展望。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。

关键词：染料 光催化 废水 脱色

第一章 染料的分类

在日常生活中，染料存在于我们生活的各个方面，从衣服到鞋子以及其他生活用品，染料都起着其独特的作用。染料使得我们的生活更加丰富多彩，世界更加五颜六色。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。 染料是能使纤维和其他材料着色的物质，分为天然和合成两大类。染料是有颜色的物质，但有颜色的物质并不一定是染料。作为染料，必须能够使一定颜色附着在纤维上且不易脱落、变色。1856年Perkin发明第一个合成染料--马尾紫，使有机化学分出了一门新学科--染料化学。20世纪50年代，Pattee和Stephen发现含二氯均三嗪基团的染料在碱性条件下与纤维上的羟基发生键合，标志着染料使纤维着色从物理过程发展到化学过程，开创了活性染料的合成应用时期。染料已不只限于纺织物的染色和印花，它在油漆、塑料、皮革、光电通讯、食品等许多部门得以应用。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。 按染料性质及应用方法，可将染料进行下列分类： 1）直接染料（direct dyes）

这类染料因不需依赖其他药剂而可以直接染着于棉、麻、丝、毛等各种纤维上而得名。它的染色方法简单，色谱齐全，成本低廉。但其耐洗和耐晒牢度较差，如采用适当后处理的方法，能够提高染色成品的牢度。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 2）酸性染料（acid dyes）

在酸性介质中，染料分子内所含的磺酸基、羧基与蛋白纤维分子中的氨基以离子键相合，主要用于蛋白纤维（羊毛、蚕丝、皮革）的染色。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。 3）分散染料（disperse dyes）

该类染料水溶性小，染色时借助分散剂呈分散状态而使疏水性纤维（涤纶、锦纶等）染色。

4）活性染料（reaction dyes）

染料分子中存在能与纤维分子的羟基、氨基发生化学反应的基团。通过与纤维成共价键而使纤维着色。又称反应染料。主要用于棉、麻、合成纤维的染色，也可用于蛋白纤维的着色。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。 5）还原染料（vat dyes）

有不溶和可溶于水两种。不溶性染料在碱性溶液中还原成可溶性，染色再经过氧化使其在纤维上恢复其不溶性而使纤维着色。可溶性则省去还原一步。该类染料主要用于纤维素纤维的染色和印花。厦礴恳蹒骈時盡继價骚。 此外还包括阳离子染料（cationic dyes）、冰染染料（azoic dyes）、 缩聚染料（polycondesation dyes）、氧化染料(oxidation dyes)和硫化染料(sulphur dyes)等。茕桢广鳓鯡选块网羈泪。 按化学结构分类（主要是根据染料所含共轭体系的结构来分）。可分为：偶氮、酞菁、蒽醌、菁类、靛族、芳甲烷、硝基和亚硝基等染料。在有的大类别中又可分为若干小类。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。 实际上，现在有些染料很难仅以其结构和使用性能来分类，上述两种分类方法均有待于进一步完善。

第二章 染料废水的脱色技术

2.1 吸附法

吸附法是利用多孔性的固体物质，使废水中的一种或多种物质被吸附在固体表面而去除的方法。吸附脱色技术是依靠吸附剂的吸附作用来脱除染料分子的。吸附按其作用力可分为物理吸附、化学吸附和离子交换吸附三种。目前用于吸附脱色的吸附剂主要是靠物理吸附, 但离子交换纤维、改性膨润土等也有化学吸附

作用。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。 常用的吸附剂包括可再生吸附剂如活性炭、离子交换纤维等和不可再生吸附剂如各种天然矿物(膨润土、硅藻土)、工业废料(煤渣、粉煤灰) 及天然废料(木炭、锯屑) 等。传统的吸附剂是活性碳，活性炭具有较高的比表面积（500- 600 m2/g），它只对阳离子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有较好的吸附性能。活性炭去除水中溶解性有机物（分子量不超过400）非常有效，但它不能去除水中的胶体疏水性染料。若废水BOD5> 500mg/L，则采用吸附法是不经济的。膨润土作为水处理中的吸附剂和絮凝剂，已被广泛用于印染废水脱色领域，近年来制成多种复合膨润土、VS型纤维和聚苯乙烯基阳离子交换纤维等，具有物理吸附和离子交换功能，且比表面大、离子交换速度快，易再生，对难处理的阳离子染料废水有很好的脱色效果，有些改性的膨润土的脱色效果甚至高于活性炭[1]；某些集吸附与絮凝性能为一体的吸附剂如硅藻土复合净水剂也已开发；用电厂粉煤灰制成具有絮凝性能的改性粉煤灰，对疏水性和亲水性染料废水均具有很高的脱色率；另外工业废料（如煤渣、粉煤灰等）、天然废料（如木炭、木屑等）、植物秸秆（如玉米棒等）均对印染废水具有一定的吸附作用。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。 吸附法尤其适合难生化降解的纺织印染废水脱色处理，印染废水的吸附脱色技术是一项非常有效而又比较经济的方法。活性炭吸附脱色技术不适合印染废水一级处理，只能用于深度脱色处理，活性炭处理成本高，再生困难，所以活性炭的再生技术是正在研究的课题，其中生物再生是研究的重点方向。煤、炉渣吸附剂，原料来源广，成本低，但在处理印染废水之后存在二次污染，所以只适合与生化法或砂过滤等方法联合使用。离子交换树脂对水溶性染料离子吸附特别有效，离子交换吸附剂的开发研制是今后的主要发展方向之一。廉价、高效、因地制宜新型吸附材料的开发是一项很有前途的技术。吸附法与其它处理方法的优化组合处理印染废水，脱色效果更佳。[2]渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。 综上所述，吸附脱色的发展方向体现在两个方面: ①根据吸附机制开发、寻找新的吸附剂; ②对现有吸附剂的改性与活化, 以提高脱色效果和再生能力。铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。