本发明属于废水处理技术领域，具体地说，涉及一种tio2光触媒在印染废水处理中的应用。
背景技术
纺织工业是我国重要的经济部门之一。在纺织工业中，会产生各种废水，其中以印染废水污染较为严重，其排放量约占工业废水总排放量的十分之一。这些废水主要来源于印染加工中的漂炼、染色、印花、整理等工序，而且各工序产生成份各异的污水，使得印染废水成份复杂、色度高，有毒物质多而严重污染环境。因此印染废水的综合治理已成为一个迫切需要解决的问题。印染废水属于含有一定量有毒物质的有机废水，含有残余染料、染色助剂、酸碱以及一些重金属。其中残余染料及助剂构成了废水中有机污染物的主要成份，并使废水带有特殊的颜色。因此，如何使印染废水脱色是处理的重要问题；脱色方法的研究成为印染废水处理的重要课题。
现有技术中常用的处理印染废水的方式有三种，包括：①利用微生物新陈代谢作用去除废水中的有机物的生物方法；生物方法存在着对色度的去除不够理想且cod去除不高等缺点；②基于胶体化学理论，采用混凝手段的化学方法；③天然矿物质多孔材料吸附和膜分离技术的物理方法。
技术实现要素：
针对现有技术中上述的不足，本发明的目的在于提供了一种tio2光触媒在印染废水处理中的应用；通过将tio2光触媒应用于印染废水的处理，具有十分优异的脱色率和cod的去除率。
为了达到上述目的，本发明采用的解决方案是：
一种tio2光触媒在印染废水处理中的应用，将光触媒tio2加入印染废水中，并在紫外光照下反应；印染废水的ph＝2-3和9-10。
本发明提供的一种tio2光触媒在印染废水处理中的应用的有益效果是：
本发明将纳米tio2分散料浆应用于印染废水的处理中，利用米tio2光触媒纳米tio2在光辐照下，产生电子—空穴对，生成具有氧化能力的高活性自由基，引发氧化、还原反应，加速溶液中底物的降解作用，能极大降低印染废水色度和cod，且无二次污染。
附图说明
图1是实施例1-4和对比例1-8的脱色率；
图2是实施例5和对比例9-16的脱色率；
图3是实施例6和对比例17-21的脱色率；
图4是实施例1在不同时间节点的cod去除率和色度的去除率。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例提供的一种tio2光触媒在印染废水处理中的应用进行具体说明。
一种tio2光触媒在印染废水处理中的应用，将光触媒tio2加入印染废水中，并在紫外光照下反应；印染废水的ph＝2-3和9-10。
发明人创造性地发现，溶液的ph值能改变tio2颗粒表面的电荷，从而改变颗粒在溶液中的分散情况。tio2表面电荷性质会影响反应体系中物质在tio2表面的吸附，影响光生电子、空穴向tio2表面的迁移以及半导体费米能级的位置，因而影响光催化氧化过程。
纳米tio2在ph比较小(ph＝2)的时候，纳米tio2的表面会形成ti-oh+2，导致粒子表面带正电荷，纳米tio2分散性较好。随着ph值的增大，当ph＝3～5时，粒子表面带的正电荷变少，双电层变薄，粒子间的斥力位能减小，纳米粒子易发生团聚，分散性能变差。在等电点处，ph＝4，此时颗粒之间的引力较大，纳米tio2粒子容易团聚，不易分散，且ph值偏小，溶液中h+含量较高，容易与氧形成氢键，从而削弱了ti-o-键的强度，使得ti-o键易发生水解，使粉体出现部分团聚。当ph值处于碱性的时候(ph＝8～10)，粒子表面形成ti-o-键，使粒子表面带负电荷，此时ph值越大，粒子表面的负电荷越多，双电层的厚度越厚，粒子间的斥力位能越大，粒子分散效果越好，电动电位绝对值较大，颗粒的电动电位绝对值越大，由颗粒的双电层产生的斥力越大，有利于分散，其分散性能越好。
在本实施例中，用于实验的印染废水的选材不做具体限制，进一步地，本实施例中，印染废水采用：直接耐酸大红4bs，其中色度为1600倍，吸光度为2.84。
需要说明的是，在本实施例中，当采用上述直接耐酸大红4bs作为印染废水时，印染废水与光触媒tio2用量比值进一步地优选为0.05；1。当印染废水与光触媒tio2的用量采用上述配比时，印染废水的脱色效果最佳。
发明人创造性地发现，光触媒用量太少时，形成光生电子和光生空穴较少，形成的具有强氧化性的羟基活性基团少，对染料的光催化氧化降解少，脱色率低。溶液的浊度会直接影响光催化效果，适当增加光触媒tio2的用量，透光性好，有利于光子与光敏半导体分子碰撞，产生更多活性物质，加快降解速率，当光触媒tio2用量达到一定值时，光子能量得到了充分的利用，继续增加光触媒tio2用量，会使溶液的浊度增加，透光度减小，不利于光子与光敏半导体分子碰撞，不利于活性物质产生，有机物降解速率降低，脱色率较低。
需要说明的是，在本实施例中，进一步地，光照反应时间为60min。发明人创造性地发现，当光照时间达到60min时，废水脱色率的增长速率随反应时间的变化呈先快后慢的趋势，脱色率能够趋于平衡。
需要说明的是，本实施例提供的tio2光触媒与印染废水在20-30℃即可反应。无需外热，能够起到节省能源的作用。
需要说明的是，在印染废水中搅拌光触媒tio2，搅拌的转速为200r/min。以利于充分地二者反应。
在本实施例中，需要说明的是，光触媒tio2呈浆料状；且光触媒tio2的粒径为300nm。以有利于光触媒tio2与印染废水的充分反应，达到最佳的脱色效果。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1-4
本实施例提供了一种tio2光触媒在印染废水处理中的应用：将1g/l光触媒tio2加入50mg/l的ph＝2、3、9、10的直接耐酸大红4bs中，并在紫外光照下于25℃在转速为200r/min搅拌下反应60min。
实施例5
本实施例提供了一种tio2光触媒在印染废水处理中的应用：分别将1g/l的光触媒tio2加入50mg/l的ph＝2的直接耐酸大红4bs中，并在紫外光照下于25℃在转速为200r/min搅拌下反应60min。
实施例6
本实施例提供了一种tio2光触媒在印染废水处理中的应用：将1g/l光触媒tio2加入50mg/l的ph＝2的直接耐酸大红4bs中，并在紫外光照下于25℃在转速为200r/min搅拌下60min。
对比例1-8
本实施例提供了一种tio2光触媒在印染废水处理中的应用：将1g/l光触媒tio2加入50mg/l的ph＝1、3、4、6、7、8、11、12的直接耐酸大红4bs中，并在紫外光照下于25℃在转速为200r/min搅拌下反应60min。
对比例9-16
本实施例提供了一种tio2光触媒在印染废水处理中的应用：分别将0.5、2、3、4、5、6、7g/l的光触媒tio2加入50mg/l的ph＝2的直接耐酸大红4bs中，并在紫外光照下于25℃在转速为200r/min搅拌下反应60min。
对比例17-21
本实施例提供了一种tio2光触媒在印染废水处理中的应用：将1g/l光触媒tio2加入50mg/l的ph＝2的直接耐酸大红4bs中，并在紫外光照下于25℃在转速为200r/min搅拌下分别反应10、20、30、40和50min。
实验例1
实验方法：将实施例1-4和对比例1-8提供的采用tio2光触媒处理的印染废水进行脱色率的测定，结果见图1所示。
采用分光光度法测定印染废水光催化降解前后的吸光度。按脱色率＝(a0—a)/a0×100％求脱色率；式中：a0-光催化前的吸光度；a-光催化后的吸光度。
实验结果：根据图1的数据显示，随ph值增大，脱色率开始是升高，ph＝2-3时脱色率高，然后明显下降，ph＝7时脱色率最低；在ph＝9-10之间，随着ph值增大，脱色率增大，ph＝10时脱色率高达93％，然后明显下降。结果表明当印染废水的ph＝2-3和9-10经tio2光触媒处理的印染废水具有优异的脱色率。
实验例2
实验方法：将实施例5和对比例9-16提供的采用tio2光触媒处理的印染废水进行脱色率的测定，结果见图2所示。
采用分光光度法测定印染废水光催化降解前后的吸光度。按脱色率＝(a0—a)/a0×100％求脱色率；式中：a0-光催化前的吸光度；a-光催化后的吸光度。
实验结果：根据图2结果显示，当tio2用量为1g/l时，脱色效果最佳。
实验例3
实验方法：将实施例6和对比例17-21提供的采用tio2光触媒处理的印染废水进行脱色率的测定，结果见图3所示。
采用分光光度法测定印染废水光催化降解前后的吸光度。按脱色率＝(a0—a)/a0×100％求脱色率；式中：a0-光催化前的吸光度；a-光催化后的吸光度。
实验结果：根据图3结果显示，废水脱色率的增长速率随反应时间的变化呈先快后慢的趋势，反应达到60min后，脱色率趋于平衡。
实验例4
实验方法：将实施例1提供的采用tio2光触媒处理的印染废水在不同时间节点进行cod去除率和色度的去除率的测定，结果见图4所示。
实验结果：根据图4结果显示，采用本申请的提供的方法对印染废水进行光催化降解，具有优异的cod去除率和色度的去除率去除率，且色度的去除率大于cod的去除率。在光催化降解过程中，首先是印染废水分子发色基团n＝n共轭双键被破坏，形成了无色有机中间产物，表现为溶液的色度下降较快。随后是中间产物的降解过程，苯环、萘环等键能较高部位继续被破坏，染料从大分子结构逐步变成小分子结构，并最终无机化。
综上所述，采用本发明提供的tio2光触媒在印染废水处理中的应用；通过将tio2光触媒应用于印染废水的处理，具有十分优异的脱色率和cod的去除率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。