[發明專利]基于粘土/碳材料復合電極及其生產方法、應用

無效

• 申請號: 201010122304.7
• 申請日: 2010-03-12
• 公開（公告）號: CN101805044A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 陳智棟;孔泳;王文昌;袁甲;趙彥琦;嚴圣軍
• 申請（專利權）人: 江蘇工業學院;江蘇天楹賽特環保能源集團有限公司
• 主分類號: C02F1/46
• 分類號: C02F1/46;C02F1/461
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于印染廢水的粘土/碳材料復合電極及其其生產方法、應用。

背景技術

隨著工業化進程的不斷深入，全球性環境污染日益破壞著地球的生態平衡，并對人類的生存構成威脅。紡織印染行業是工業的重要組成部分，排放廢水量大，污染物濃度高，是工業廢水中較難治理的廢水之一。

我國是世界紡織印染工業第一大國，印染廢水治理責任重大，現行的印染廢水處理方法大多采用生物處理法，然而，該方法需要消耗大量的生化試劑，代價不菲，且生物處理法還存在處理周期長、對一些污染物不能奏效的缺點；另外有些紡織印染企業采用化學處理法，其中使用較多的是中和法和化學沉淀法，這兩種方法也存在難以克服的缺點—向印染廢水中投加藥劑，在消除原有污染的同時，又造成二次污染。如中和法需要向廢水中投加硫酸、硝酸或者石灰等；而化學沉淀法則需要向廢水中投加氫氧化物、硫化物、碳酸鹽和鹵化物等。同時上述兩種方法在對印染廢水脫色方面也很困難。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，提供一種基于粘土/碳材料復合電極，該電極對有機染料有很強的吸附能力和很寬的氧化電位窗，使得該電極可完全地氧化有機染料，使有機染料被分解為更小的分子，以達到有效脫色的目的，同時大幅地降低廢水中的COD，處理成本低。

本發明的技術方案是：一種基于粘土/碳材料復合電極，包括粘土、碳復合材料，其特征在于：粘土與碳復合材料的重量比為(0.05～25)∶(99.95～75)，所述粘土的粒徑小于100nm。

所述基于粘土/碳材料復合電極，其特征在于：粘土與碳材料的重量比為(0.5～20)∶(99.5～80)。

所述基于粘土/碳材料復合電極，其特征在于：粘土與碳材料的重量比為(1～10)∶(99～90)。

所述基于粘土/碳材料電極中粘土為高嶺土、蒙脫石粘土、蛭石粘土或凹凸棒石粘土中的至少一種。

所述基于粘土/碳材料復合電極中碳材料為膨脹石墨或石墨烯。

該電極對有機染料有很強的吸附能力和很寬的氧化電位窗，使得該電極可完全地氧化有機染料，使有機染料被分解為更小的分子，以達到有效脫色的目的，同時大幅地降低廢水中的COD和染料廢水的處理成本。

本發明的第二目的是提供上述基于粘土/碳材料復合電極的生產方法：

按粘土與碳材料的重量比為(0.05～25)∶(99.95～75)稱取粘土和碳材料，將粘土與碳材料混合后，在10MPa的壓力下，壓制成粘土/碳復合材料板狀電極，該電極做電解槽的陽極。

本發明的第三目的是：提供一種基于粘土/碳材料復合電極的應用：

將基于粘土/碳材料復合電極用于印染廢水快速處理，該方法操作方便，不造成二次污染。

一種基于粘土/碳材料復合電極的印染廢水快速處理方法，采用基于粘土/碳復合材料板狀電極為電解槽的陽極，銅片作為陰極，向印染廢水中加入電解質氯化鈉、氯化鉀、硫酸鉀或硫酸鈉，使其濃度為0.1mol/L，采用恒電流的方式進行電解，最佳的電流密度為75A/m²。

為了確認粘土/碳復合材料電極電解印染廢水的脫色效果，取色度約為500倍的實際廢水，用紫外-可見分光光度法進行評價，首先將未處理的廢水用紫外-可見分光光度計進行測量，確定最大吸收波長下的吸光值，測量將實際廢水用粘土/碳復合材料電極電解到無色(用紫外-可見分光光度計測量在最大吸收波長處無吸收)所用的時間。

印染廢水COD_Cr的電解效果評價為，取COD_Cr約為1000mg/L的實際廢水，在將印染廢水電解至無色后，使用COD測量儀進行測量。

本發明的有益效果在于：采用電化學這種清潔處理方法，在除去印染廢水中污染物的同時，不造成二次污染；同時由于采用粘土/碳復合材料作為電化學處理的電極，不僅可以提高處理效率(提高脫色率和較大幅度降低COD值)，而且由于在處理過程中只涉及電能，因此可以大幅度地降低處理廢水的成本。

具體實施例

取一定量的粘土和碳材料按比例進行充分混合，在10MPa的壓力下，壓制成粘土/碳復合材料板狀電極，該電極做電解槽的陽極。

以下根據實施例對本發明的效果進行說明，實施例中列舉的粘土選擇了凹凸棒石粘土，碳材料選用了膨脹石墨，本發明不僅限于以下的實施例，也可根據上述的說明選用如高嶺土、蒙脫石粘土或蛭石粘土，對于碳材料，實施例中列舉了膨脹石墨，同樣也可根據上述說明選取石墨烯。

實施例