偶氮染料甲基橙的降解研究综述

张静玉，苑 蕾

(营口理工学院，辽宁 营口 115014)

偶氮染料甲基橙的降解研究综述

张静玉，苑 蕾

(营口理工学院，辽宁 营口 115014)

以甲基橙为代表，综述了我国偶氮染料降解技术的发展，其中包括光催化反应技术、超声波技术、微波技术、电化学处理技术，这些技术的降解效果均能达到90%以上。光催化技术主要侧重于紫外及自然光源降解及催化剂种类对降解技术的影响；超声与微波技术则更侧重于仪器的性能研究；电化学显著特点是降解产物为更彻底更无害的气体，但耗费电能，制约其发展。

甲基橙；降解技术：偶氮染料

偶氮染料是合成染料中品种和数量最多的一类，约占一半以上。如果偶氮染料降解处理不好，则偶氮染料污染物将随废水直接排放到水里，由于污染物含量高、 污染性强、 碱性大、 水质变化大、 可生化性较差等特点将大大破坏生态环境，从而进一步影响人类健康。甲基橙是一种比较难降解的偶氮染料，同时甲基橙的水溶液具有酸碱指示剂和染料的双重特征[1]，目前合成染料中将甲基橙作为代表性的染料之一 ，研究其降解技术将更有代表性，有助于分析偶氮染料的降解处理技术，更有参考与实践价值，目前存在的降解技术有：

1 光催化反应

中国在80年代末环境污染控制领域开始应用光催化氧化技术，与传统水处理技术中以污染物的相转移、分离、 浓缩为主的物理方法相比，具有明显的污染物降解彻底、节能、 高效等优点。王怡中等人在二十年前采用石英冷阱和500W 中压汞灯，常温条件下，光照 10min。

偶氮染料脱色率达97. 4%，实验同时研究了影响甲基橙光催化脱色速率相关的因素有电光源功率、 反应器材、 反应溶液温度、 催化剂种类及催化剂投加量，其中催化剂活性和光照强度是影响反应速率的关键[2]。即使是同一型号的催化剂由于产地不同降解率为33.8%～98.3%。由于太阳光在照射地面的时候仅仅有4%的紫外光源，若能用自然光应用降解技术，将大大节约能源。钟妮华等人以自然光照射在催化剂方面开展了研究，并得出以 Fe2(C2O4)3/H2O2为媒质，光照1h，甲基橙降解率达到92%[3]。在光催化技术不断发展过程中，如何利用更高效催化剂进行降解，始终是研究的热点问题。唐春[4]研究了 半导体催化剂ZnO 对光催化降解甲基橙的动力学行为。得出了在半导体催化剂的作用下，降解效果较好，而且通过对温度对降解效果的比较，得出温度对本反应影响不大，因此半导体催化剂降低了对能源的要求，这也说明ZnO 在降解甲基橙有重要的应用前景。而多酸化学由于其具有较强的氧化性和酸性，做为有机合成方面的催化剂已经得到世界的认可，而将多酸化学应用与降解当时研究技术并不多，朱秀华[5]等人研究了以多酸代表物磷钨酸、硅钨酸为光催化剂，研究表明磷钨酸做为光催化剂效果好于硅钨酸，紫外灯照射三小时，降解可达到90.5%。

2 超声波技术

超声波技术的引入, 给化学工程注入了新的活力，它可以有效地优化许多化工过程，并能产生许多常规方法不能产生的结果[6]。超声波降解污水技术， 是从20 世纪90 年代发展起来的新型水处理技术。超声波废水处理技术因具有无二次污染、 设备简单、 应用面广等特点，近年来备受关注。樊艳茹[7]等人实验证明使用超声波降解水中甲基橙过程快速简便， 降解效果非常好， 在最优实验条件下只需超声降解 20min 降解率就可达到 91.79%，由于是超声技术，因此对声能密度及超生频率有一定要求，如果控制不好，将影响降解效果。但使用超声降解低浓度甲基橙溶液具有可行性和实用性， 为进一步开发利用超声降解技术提供了实验依据。

3 微波技术

微波辐射效应明显，是一 种 超 高 频 电磁波，具有穿透性、热惯性小、似光性、非电离性等特点，目前应用比较广泛，不仅仅应用于萃取、促进有机反应等，而且近年来将微波辐照技术用于治理环境污染物质这一新的研究领域，其特点是快速、高效和不污染环境。处理方式主要有两种，一种为直接微波辐射，另外一种为先用活性炭吸附然后微波辐射活性炭。严莲荷[8]等人采用了第二种微波处理技术，用催化氧化法处理模拟甲基橙废水, 考察了微波功率、辐射时间、H2O2用量、活性炭用量对甲基橙去除率的影响。得出了在H2O2用量 10 mL/L、微波功率 630 W、活性炭用量 10 g/L、辐射时间 9 min的条件下, 甲基橙的去除率达到 90% 左右, 微波技术的发展有了两个突破，首先催化剂易得价格低廉，而且辐射时间短效果好，并对实际染料废水、 炼焦废水、炼油废水、 餐饮废水进行了处理, 取得了满意的结果。

4 电化学处理法

电化学处理法具有降解效率高，占地面积小，可以深度降解偶氮燃料，最终产物为二氧化碳和水，是一种环境友好型的技术方法。侯俭秋[9]等人采用钛网为阴极、不锈钢为阳极, , 以电催化氧化法降解甲基橙溶液, 得到了较好的降解效果。研究表明, 在溶液 pH值为 2的条件下外加电压为低压时, 降解 100mg /L的甲基橙溶液 80min, COD可降至 90mg/L，甲基橙的降解率可达 93.1%。由于降解时间较长，能耗高而限制了其进一步的推广应用, 如何降低能耗是下一步的发展方向。

5 结论

综上所述，偶氮降解技术的发展建立在新的科技应用而生的情况下，光催化技术、超声技术、微波技术、电催化氧化技术以上方法在降解效率上面均取得了较好的效果，而催化剂、反应条件等的研究将缩短了降解时间，提高了降解效率。因此如何降低降解成本是进一步研究技术难题。

[1] 唐明明,刘 葵, 梁 敏, 等. 均相催化与多相催化降解甲基橙废水[J]. 山东化工, 2005, 34( 2): 7- 10 .

[2] 王怡中,符雁, 汤鸿霄.甲基橙溶液多相光催化降解研究[J].环境科学，1998，19(1)：1-4.

[3] 钟妮华，许嘉琳，薛纪渝.日光作用下草酸铁/ 过氧化氢体系中偶氮染料降解的试验研究[J].太阳能学报，1999，20(1)：1-4

[4] 唐 春, 杨宗璐. ZnO 光催化降解甲基橙初步研究[J].云南化工，2000，27(3)：4-6.

[5] 朱秀华，李海成，王炜. 硅钨酸光催化降解甲基橙溶液研究[J].大连铁道学院学报,2001，22(1)：101-103.

[6] 杜 军, 刘作华, 陶长元, 等. 减压膜蒸馏分离含 Cr6+水溶液的实验研究[J]. 膜科学与技术, 2000, 20( 3): 14- 14.

[7] 樊艳茹，黄宇，王显祥.等. 超声波降解水中甲基橙的实验研究[J].中国测试,2011,37(1):41-43.

[8] 严莲荷等. 微波催化氧化法处理甲基橙废水[J].化工环保,2004，24(1):38-40.

[9] 侯俭秋, 赵吉寿，颜 莉，等. 电催化氧化法降解甲基橙染料的研究[J].云南民族大学学报 (自然科学版 ),2007，16(1):29-32.

(本文文献格式：张静玉，苑 蕾.偶氮染料甲基橙的降解研究综述[J].山东化工，2017，46(06)：157-158.)

Research on the Degradation of Azo Dye Methyl Orange

ZhangJingyu,YuanLei

(Yingkou Institute of Technology， Yingkou 115014，China)

Epresented by methyl orange, azo dye degradation technology development in China are reviewed, including the photocatalytic reaction technology, ultrasonic technology, microwave technology, electrochemical processing technology.The technology of degradation effect can reach above 90%. Mainly focus on the ultraviolet photocatalytic technology and natural light degradation and kinds of catalysts for degradation technologies; Ultrasound and microwave technology is more focused on the performance of the instrument; Electrochemical characteristics of the decomposed into harmless gas, a more thorough but took power, restricting its development.

methyl orange; degradation technology; azo dye

2017-02-13

张静玉(1981—)，女，辽宁营口人，硕士研究生，主要从事有机合成研究。

X703

A

1008-021X(2017)06-0157-02