[發明專利]用于處理有機廢水的納米鐵銅碳微電解材料的制備方法

有效

• 申請號: 201210410714.0
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN102942242A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 馬建鋒;鄒靜;李定龍;楊彥
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及環境保護中污水處理技術領域，尤其涉及用于處理有機廢水的納米鐵銅碳微電解材料的制備方法。

背景技術

傳統的微電解工藝，通常采用鐵屑和碳（焦炭或活性炭）混合材料，用于各種污水預處理。在污水處理適用范圍內，電解法適用于電鍍、石油化工、印染、煤氣洗滌、制藥、造紙等產生的難處理廢水項目上，且處理效果很明顯，但存在一些問題，這就是填料的板結、鈍化與填料的成本過高。

在難降解工業廢水的處理方法中，最常用的是鐵碳微電解方法，該方法的作用原理是：將鐵屑和碳顆粒浸沒在偏酸性廢水中，由于鐵-碳顆粒之間存在的電位差，廢水中會形成無數個微原電池。其中電位低的鐵成為陽極，電位高的碳成為陰極，在酸性充氧條件下發生電化學反應，其反應過程如下：

陽極(Fe)：Fe-?2e→?Fe²⁺

陰極(C)：2H⁺+2e→?2[H]→H₂

從上述反應過程可看出，產生的初生態的Fe²⁺和原子H具有高化學活性，能改變廢水中有機物的結構和特性，使有機物發生斷鏈和開環等作用。經微電解后，一些難降解的大分子開環或斷裂后使其變得易于生物降解，使生化需氧量和化學需氧量升高。

目前，鐵碳微電解方法大都采用固定式的鐵碳床工藝，其缺陷是：在處理酸性的有機廢水時，剛開始的效果非常好，但運行兩個月后，由于鐵泥堵塞和碳吸附飽和引起鐵碳床的板結，使處理效果急劇下降。解決鐵碳床的板結問題常用的方法是有兩種：一是采用反沖洗方法，雖可減緩鐵泥堵塞，但處理效果仍然不好，并且需要更換填料，工作量很大。二是采用流化床代替固定床的微電解方法，但一旦打破固定床，鐵-碳兩種顆粒物接觸減弱，微電池回路變差，鐵氧化失去的電子難以流向碳，致使H離子在鐵顆粒得電子，產生的H₂包著鐵顆粒，使其難于繼續氧化溶解，而沒有鐵的溶解，用微電解預處理廢水就無法實現。?

納米技術是當今世界研究的熱門技術之一，納米材料（至少有一維尺寸?≤?100?nm）具有極大的比表面積，特殊結構決定了它特殊的物理、化學性質。層狀雙羥基復合金屬氧化物（Layered?Double?Hydroxides，簡稱LDH），又稱水滑石，是一類重要的無機功能材料。其獨特的層狀結構及層板元素和層間陰離子的可調變性受到人們的廣泛關注，經離子交換向層間引入新的客體陰離子可使層狀結構和組成產生相應的變化，因而可以制備一大類具有特殊性質的功能材料。水滑石材料屬于陰離子型層狀化合物。層狀化合物是指具有層狀結構、層間離子具有可交換性的一類化合物，利用層狀化合物主體在強極性分子作用下所具有的可插層性和層間離子的可交換性，將一些功能性客體物質引入層間空隙并將層板距離撐開從而形成層柱化合物。

水滑石化學結構通式為：[M²⁺_1-xM³⁺x?(OH)₂]^x+?[(A^n-?)_x/n·mH₂O]，其中M²⁺為Mg²⁺，Ni²⁺，Mn²⁺，?Zn²⁺，Ca²⁺，Fe²⁺，Cu²⁺等二價金屬陽離子；M³⁺為Al³⁺，Cr³⁺，Fe³⁺，Co³⁺等三價金屬陽離子；A^n-為陰離子，如CO₃^2-，NO₃^-，Cl^-，OH^-，SO₄^2-，PO₄^3-，C₆H₄(COO)₂^2-等無機和有機離子以及絡合離子，當層間無機陰離子不同，水滑石的層間距不同。但水滑石是一個極好的納米材料加工場。?

發明內容

本發明的目的是為克服現有技術的不足，提供了一種用于處理有機廢水的納米鐵銅碳微電解材料的制備方法，能有效解決鐵碳微電解技術容易板結、處理效率下降的問題。

本發明的技術方案是采用如下步驟：