本發(fā)明屬于環(huán)境污染治理技術領域，涉及高碘酸鋯(ZrHIO₆·4H₂O)作為一種新型催化劑在降解有機染料污染物中的應用。

背景技術：

隨著人口的增加，全世界的印染產業(yè)規(guī)模不斷擴大，該產業(yè)排出的大量有機染料污染物，已成為全世界水污染的重要來源。半導體光催化技術可在室溫下直接利用太陽光將染料污染物高效地氧化降解。因此，通過光催化技術，充分利用太陽光來降解染料污染物是目前環(huán)境污染治理的一條有利途徑。因紫外光只占太陽光總能量的4％左右，而可見光占46％左右，所以利用太陽能的關鍵在于利用太陽光中的可見光。因此，可見光響應型的光催化劑在當今環(huán)境治理領域具有重要的應用前景。然而，因為能帶結構的限制，再加上高的光生載流子復合率，可見光催化劑降解染料污染物的活性和耐用性一般較低。

降解染料污染物的另一條有利途徑是不通過光照，在節(jié)能的室溫條件下使用催化劑進行催化降解。發(fā)展高活性、高耐用性的催化劑以用于無光照、室溫條件下染料污染物的降解，在環(huán)境污染治理領域具有重要的實用前景和學術價值。

很多催化劑在有光照的條件下能表現出催化活性，甚至高的活性，但這種活性的獲得，常常對光照這個條件非常依賴。如果光照強度很弱，或者沒有光照，則無法表現出催化活性，甚至要求為特定波長光的照射才能表現出活性，這使得催化劑的應用受到了限制。因此，研究開發(fā)對外界條件要求較低的催化劑，具有擴寬應用范圍和降低應用成本的重要意義。

ZrHIO₆·4H₂O是一種無機化合物，雖然它的制備方法和組成鑒定早已有文獻報道，但目前尚未有專利和文獻報道ZrHIO₆·4H₂O的應用研究，尤其它作為催化劑的應用研究。

技術實現要素：

本發(fā)明目的在于提供高碘酸鋯(ZrHIO₆·4H₂O)在環(huán)境治理領域的一種新應用，首次提供此化合物的應用示例。

本發(fā)明的技術方案為：

一種高碘酸鋯的應用，ZrHIO₆·4H₂O作為催化劑降解有機染料污染物，具體應用的步驟為：

(1)以有機染料污染物為底物，以ZrHIO₆·4H₂O為催化劑進行催化降解；

(2)ZrHIO₆·4H₂O催化劑的活性評價：測定有機染料污染物的降解速率，以其完全降解所需的時間來衡量其催化活性。

上述的高碘酸鋯的應用，所述的有機染料污染物優(yōu)選為羅丹明B(RhB)或亞甲基藍(MB)，所述的催化降解，溫度為10～25℃，光照條件為完全避光或自然光照射。

本發(fā)明的有益效果在于：

(1)實驗結果表明，ZrHIO₆·4H₂O即使在完全避光的室溫條件下也能有效降解羅丹明B或亞甲基藍等有機染料。在降解實驗中，ZrHIO₆·4H₂O重復使用三次，活性沒有降低；繼續(xù)重復使用多次，活性仍無明顯的下降，表現出非常高的耐用性。

(2)本發(fā)明的ZrHIO₆·4H₂O制備方法簡單、制備條件溫和且重現性好，催化降解染料時不需要依賴光照條件，對溫度也幾乎沒有要求、耐用性高，具有良好的推廣應用價值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1制備的ZrHIO₆·4H₂O催化劑的SEM圖。

圖2為本發(fā)明實施例1制備的ZrHIO₆·4H₂O催化劑的的EDS結果。

圖3為本發(fā)明實施例1制備的ZrHIO₆·4H₂O降解RhB染料的活性結果，以及ZrHIO₆·4H₂O重復使用的活性結果。其中，C₀為催化劑加入前RhB的初始濃度，C為催化過程中任一時刻下RhB的濃度。

圖4為本發(fā)明實施例1制備的ZrHIO₆·4H₂O降解MB染料的活性結果，以及ZrHIO₆·4H₂O重復使用的活性結果。其中，C₀為催化劑加入前MB的初始濃度，C為催化過程中任一時刻下MB的濃度。

具體實施方式

下面是本發(fā)明ZrHIO₆·4H₂O和應用研究的具體實施例，以下實施例旨在進一步詳細說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。

實施例1

(1)ZrHIO₆·4H₂O的制備

取1.0mmol的ZrO(NO₃)₂溶解在熱的200mL稀硝酸(H₂O/HNO₃體積比為5:1)中并不斷攪拌，攪拌直至全部溶解。與此同時稱取1.5mmol的H₅IO₆溶解在20mL去離子水中，獲得高碘酸溶液。然后將此溶液逐滴滴加到ZrO(NO₃)₂和稀硝酸的混合溶液當中，并不斷攪拌30分鐘。將所得沉淀用去離子水洗滌三次(每次用去離子水50mL)，離心分離后，置于溫度為60℃的烘箱干燥24h，即得ZrHIO₆·4H₂O樣品。

(2)ZrHIO₆·4H₂O的表征

從圖1的SEM圖可見，ZrHIO₆·4H₂O樣品具有5-200um大小的無規(guī)則形貌。圖2的SEM圖的EDS結果顯示，樣品的所含原子Zr、I、O個數比例接近為1:1:10，這說明ZrHIO₆·4H₂O樣品成功制備。

(3)ZrHIO₆·4H₂O催化降解RhB的活性測試

將150mg的ZrHIO₆·4H₂O催化劑置于100mL濃度為3mg/L的RhB溶液(盛裝于400mL的敞口燒杯)中，在完全避光的室溫下攪拌。分別在不同時間點取樣，離心分離后取上清液，將上清液稀釋得到試樣。用紫外分光光度計(普析TU1810、北京普析通用儀器有限責任公司)測定試樣在554nm處的吸光度。最后根據濃度-吸光度標準曲線推算試樣的RhB濃度。

(4)ZrHIO₆·4H₂O催化降解MB的活性測試

將150mg的ZrHIO₆·4H₂O催化劑置于100mL濃度為6mg/L的MB溶液(盛裝于400mL的敞口燒杯)中，在完全避光的室溫下攪拌。分別在不同時間點取樣，離心分離后取上清液，將上清液稀釋得到試樣。用紫外分光光度計(普析TU1810、北京普析通用儀器有限責任公司)測定試樣在665nm處的吸光度。最后根據濃度-吸光度標準曲線推算試樣的MB濃度。

活性實驗結果表明，在完全避光的室溫條件下，ZrHIO₆·4H₂O催化劑在16小時內能將RhB染料完全降解(圖3)，在16h內能將MB染料降解65～75％(圖4)。在降解實驗中，ZrHIO₆·4H₂O重復使用三次，活性沒有降低。此外，實驗結果還表明，繼續(xù)重復使用多次，活性仍能較好保持，沒有明顯的活性下降。因此，ZrHIO₆·4H₂O催化劑降解RhB或MB是一個節(jié)能、高效的過程，在環(huán)境污染治理方面有潛在的應用前景。