一种染料废水脱色剂及其制备方法和应用技术领域
本发明涉及一种染料废水脱色剂及其制备方法和应用，属于染料废水脱色技术领域。
背景技术
目前染料废水脱色处理主要有物理法、化学法、生物法。用于染料废水处理领域的
物理法包括：吸附法、膜分离技术及磁分离技术。近年来，各种吸附剂不断被引入染料
废水处理的研究。研究开始，主要以活性炭作为研究对象，结果表明：活性炭吸附对于
染料废水的脱色、COD值的降低有很好的应用前景，但也面临着活性炭的再生困难、处
理费用偏高等问题，限制了活性炭吸附在染料废水处理中的应用。因此研究者不断研究
其它的吸附剂。
目前也有许多研究者利用膜分离法处理染料废水。研究结果表明该技术处理效果明
显，可以有效地降低COD以及色度，但由于浓差极大和膜污染等问题的存在，导致运
行渗透通量随运行时间的延长而下降，同时膜的价格较贵，更换频率较快，因此处理成
本较高，阻碍了大规模的工业应用。
化学法主要包括电化学、光化学与光催化氧化法、Fenton、类fenton氧化法以及臭
氧氧化法。近年来，研究者们研制了许多新型电极材料，在电氧化和电还原方面涌现出
的新型高析氧过电位电极和高析氢过电位电极，提高了处理效果，也为染料废水的处理
工艺提供了又一合理的选择。光催化氧化技术是在光化学氧化的基础上发展起来的，与
光化学法相比，有更强的氧化能力，可使有机污染物更彻底地降解。近年来，以TiO2为
催化剂的光催化氧化技术成为研究热点。光催化氧化技术常用的催化剂有TiO2、ZnO、
WO3、CdS、ZnS、SnO2和FeO4等。
Fenton法处理废水存在反应时间长，试剂用量多，过量Fe2+将增大废水的COD产生
二次污染等问题。类fenton氧化法可增强对有机物的氧化降解能力、减少试剂的用量，
从而降低处理成本。为改进臭氧氧化法，有研究者引入超声波技术，强化臭氧氧化染料
脱色及降解。借助超声波瞬间空化产生的高温、高压对染料进行脱色或彻底降解，成为
一种可行的工艺选择。
与能耗高、花费大的化学氧化法相比，生物处理方法因其经济性，为众多工业废水
处理工艺所青睐。常用的生物处理方法主要包括厌氧生物降解和好氧生物降解。在染料
废水处理方面，厌氧降解与好氧降解各有其针对性。
因此，目前染料废水脱色剂仍然存在成本过高，并且脱色效率较低的缺陷。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种染料废水脱色剂及
其制备方法和应用。
技术方案：为实现上述目的，本发明提供了一种染料废水脱色剂，其主要是由纯凹
凸棒土和M(NO3)x所制成。
作为优选，所述M(NO3)x中M为Zr、Mn或者Ce。
本发明还提供了所述染料废水脱色剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)取凹凸棒土，经过纯化处理，得纯凹凸棒土；
(2)取一定量的的M(NO3)x，溶于柠檬酸溶液中形成混合前躯体柠檬酸溶液；
(3)取上述纯凹凸棒土加入到上述混合前躯体柠檬酸溶液中，充分搅拌，搅拌一
定时间后加入适量冰醋酸搅拌陈化；
(4)用氨水调节pH至7～10，在温度40℃～80℃下反应至凝胶状；在一定温度下
干燥、煅烧，得纳米级MOx/凹凸棒土；
(5)将上述MOx/凹凸棒土放入一定量的十八烷基三甲基氯化铵溶液中，超声振荡，
抽滤、洗涤、干燥，即得所述脱色剂。
作为优选，所述步骤(1)中的纯化处理方法为：
取凹凸棒土(ATP)，放入蒸馏水中搅拌均匀，在一定温度和高剪切力作用下，加入
一定浓度的六偏磷酸钠水溶液，充分搅拌一段时间后，把混合液进行超声波分散一定时
间，静置，倾析上层悬浮液，离心所得固体用二次蒸馏水洗涤至中性，于一定温度下下
干燥，即得纯凹凸棒土。
作为另一种优选，所述纯凹凸棒土和M(NO3)x的用量比为2g：2mmol。
本发明最后还提供了所述染料废水脱色剂在燃料废水脱色中的应用。
有益效果：相对于现有技术，本发明具有以下技术优势：
(1)本发明脱色剂对于染料废水脱色效率高；
(2)本发明脱色剂成本低廉；
(3)本发明脱色剂脱色同时大大降低染料废水的COD。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
红色基GP染料废水原样在464nm吸收波长下吸光度为2.92，COD为3043.04mg/L。
实施例1：MnO2/ATP对于红色基GP染料废水的脱色研究
(1)取2mmol的硝酸锰溶于50ml的2mol/L柠檬酸溶液中形成混合前躯体柠檬酸溶
液。
(2)称取2g纯凹凸棒土加入(1)混合液充分搅拌。搅拌1小时候后加入2ml冰
醋酸于60℃条件下搅拌陈化12小时。
(3)用氨水调节pH至8，在温度80℃下反应至凝胶状。
(4)在80℃下烘干24小时、放入马弗炉在空气气氛下400℃下焙烧6小时后研磨
得到MnO2/ATP。
(5)称取0.1mmol的C21H46NCl(十八烷基三甲基氯化铵)放于20mL水中使之
完全溶解，再加入2gMnO2/ATP，采用超声波处理11min。
(6)抽滤、洗涤、干燥，得到染料废水脱色剂。
(7)取0.5g脱色剂放入50ml染料废水中，再加入0.5ml双氧水，在调节pH至4，
在温度40℃下搅拌1h。吸光度降为0.25，COD降为228.00mg/L。脱色率达到91.43％，
COD去除率92.51％
实施例2：CeO2/ATP对于红色基GP染料废水的脱色研究
(1)取2mmol的硝酸铈溶于50ml的2mol/L柠檬酸溶液中形成混合前躯体柠檬酸溶
液。
(2)称取2g纯凹凸棒土加入(1)混合液充分搅拌。搅拌1小时候后加入2ml冰醋
酸于60℃条件下搅拌陈化12小时。
(3)用氨水调节pH至8，在温度80℃下反应至凝胶状。
(4)在80℃下烘干24小时放入马弗炉在空气气氛下400℃下焙烧6小时后研磨得
到CeO2/ATP。
(5)称取0.1mmol的C21H46NCl(十八烷基三甲基氯化铵)放于20mL水中使之完
全溶解，再加入2gCeO2/ATP，采用超声波处理11min。
(6)抽滤、洗涤、干燥，得到染料废水脱色剂。
(7)取0.5g脱色剂放入50ml染料废水中，再加入0.4ml双氧水，在调节pH至4，
在温度40℃下搅拌1h。吸光度降为0.21，COD降为202.17mg/L。脱色率达到92.76％，
COD去除率93.36％
实施例3：ZrO2/ATP对于红色基GP染料废水的脱色研究
(1)取2mmol的硝酸锆溶于50ml的2mol/L柠檬酸溶液中形成混合前躯体柠檬酸溶
液。
(2)称取2g纯凹凸棒土加入(1)混合液充分搅拌。搅拌1小时候后加入2ml冰醋
酸于60℃条件下搅拌陈化12小时。
(3)用氨水调节pH至8，在温度80℃下反应至凝胶状。
(4)在80℃下烘干24小时放入马弗炉在空气气氛下400℃下焙烧6小时后研磨得
到ZrO2/ATP。
(5)称取0.1mmol的C21H46NCl(十八烷基三甲基氯化铵)放于20mL水中使之完
全溶解，再加入2gCeO2/ATP，采用超声波处理11min。
(6)抽滤、洗涤、干燥，得到染料废水脱色剂。
(7)取0.5g脱色剂放入50ml染料废水中，再加入0.4ml双氧水，在调节pH至5，
在温度40℃下搅拌1h。吸光度降为0.23，COD降为168.97mg/L。脱色率达到92.07％，
COD去除率94.47％。