[發明專利]一種用于處理染料廢水的Fe-Mt三維粒子電極的制備方法及應用

在審

• 申請號: 202010124617.X
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111320240A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 杜可清;李俊峰;易麗娟;馮雪婷;劉生寶;魏震;陳翠忠;張潔培;陳鵬;康佳麗;馬雪彬;宋博
• 申請（專利權）人: 石河子大學
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F101/30
• 代理公司: 西安中科匯知識產權代理有限公司 61254
• 代理人: 王培境

本發明提供了一種用于處理染料廢水的Fe?Mt三維粒子電極的制備方法；包括：將Na₂CO₃粉末緩慢加入的硝酸鐵溶液中，得到的紅褐色半透明鐵柱撐液，在室溫下陳化；蒙脫石懸浮液的制備；在恒溫水浴鍋中，緩慢滴入所述鐵柱撐液，攪拌，得混濁液于室溫下陳化；經無水乙醇洗滌三次，用去離子水離心洗滌，干燥至恒重為止，研磨，得鐵柱撐蒙脫石；Fe?Mt粒子電極的制備：將所述鐵柱撐蒙脫石與粘土、成孔劑混合，烘干后混合均勻，采用球磨機碾至粉末；制成4?6mm小球，然后在馬弗爐中煅燒，得到Fe?Mt粒子電極。本發明所制備的Fe?Mt粒子電極能將粒子電極吸附的亞甲基藍完全降解，具有催化活性高、制備方法簡單、價格低廉、催化劑壽命長等優點，具有產業化推廣前景。

技術領域

本發明涉環保材料及廢水處理領域；尤其涉及一種用于處理染料廢水的Fe-Mt三維粒子電極的制備方法及應用。

背景技術

蒙脫石是土壤中一種常見的粘土礦物，是膨潤土的主要組成成分。蒙脫石資源儲量豐富，價格低廉。蒙脫石礦物表面常帶有負電荷，為中和負電荷達到電荷平衡，在礦物層間吸附了大量的水合陽離子，使得層間具有大量的可交換陽離子。因此，蒙脫石層間域除具有交換吸附等性質，還具有層間柱撐的特性。

印染工業自誕生以來，得到了飛速的發展，產生的經濟效應巨大，但是這種發展也給環境帶來了污染。其中以印染行業廢水排放的污染最嚴重，燃料染料廢水成分復雜，色度深，大多數為有毒難降解的有機物，具有較高的色度、酸堿度等特點。

面對越來越多的污染，衍生了各種新興的污水處理技術。以電化學為基礎的電化學高級氧化工藝受到了人們的青睞。在電化學高級氧化體系中可以通過陽極直接氧化、陰極還原或產生具有強氧化活性的物質，如羥基自由基(·OH)，將有機污染物礦化為CO₂和H₂O等。

在傳統的電化學體系(二維電極體系)中的電極材料電阻較大、導電率較低，制備過程復雜且成本較高。三維粒子電極是在二維電解槽中加入粒子電極，以此形成三維粒子電極系統。粒子電極的加入，可以通過增大電化學反應的面積，或形成一系列微電解池提高污染物去除效率，因此，探索研究和制備一種新型粒子電極是解決問題的關鍵。

發明內容

本發明的目的是提供了一種用于處理染料廢水的Fe-Mt三維粒子電極的制備方法及應用。

第一方面，本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明涉及一種用于處理染料廢水的Fe-Mt三維粒子電極的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，鐵柱撐液的制備：在高速攪拌條件下，將Na₂CO₃粉末緩慢加入0.2mol·L^-1的硝酸鐵溶液中，得到的紅褐色半透明鐵柱撐液，在室溫下陳化24h；

步驟2，蒙脫石懸浮液的制備：將適量蒙脫石加入去離子水中，制成質量百分比含量為2％的粘土漿液，即蒙脫石懸浮液；

步驟3，Fe-Mt的制備：在恒溫水浴鍋中，緩慢滴入所述鐵柱撐液，持續攪拌2h，得混濁液于室溫下陳化24h；經無水乙醇洗滌三次，用去離子水離心-洗滌至少6次，在80℃下干燥至恒重為止，研磨過250目，得鐵柱撐蒙脫石；

步驟4，Fe-Mt粒子電極的制備：將所述鐵柱撐蒙脫石與粘土、成孔劑混合，烘干后混合均勻，采用球磨機碾至粉末；加入適量水滾制成4-6mm小球，然后在馬弗爐中煅燒，得到Fe-Mt粒子電極。

優選地，步驟1中，所述Na₂CO₃粉末與鐵的摩爾比值為1.0。

優選地，步驟3中，1g蒙脫石樣品滴加10mmol Fe³⁺離子溶液；所述Fe-Mt將Fe元素負載于蒙脫石表面或內孔中。