[發明專利]一種鈀改性的碳布用于電化學高值化回收廢水中三價銻的方法

有效

• 申請號: 202011321979.4
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN113371794B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 黃湄婷;易根平;楊永港;劉文鼎;康華岳;丁敏;舒肖;方巍期;周瑤;馮裕發;高哲;楊利明
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F1/70;C02F101/20
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種鈀改性的碳布用于電化學高值化回收廢水中三價銻的方法，涉及一種電化學高值化回收廢水中三價銻的方法。本發明是要解決現有的去除銻的方法耗能高、成本高，無法對銻進行分離和回收的技術問題。本發明通過使用電化學工作站對純碳布進行鈀改性處理得到鈀改性碳布，再通過電解將廢水中的三價銻還原為銻單質。本發明通過電沉積工藝將普通碳布變成鈀改性碳布，然后在電化學還原的作用下實現了對廢水中三價銻的高值化回收。

技術領域

本發明涉及一種電化學高值化回收廢水中三價銻的方法。

背景技術

銻(Sb)是全球性污染物，是一種國際上最為關注的有毒重金屬元素，具有環境毒性和致癌性。銻在工業生產中被廣泛應用，約有60％用于生產阻燃劑，銻的氧化物三氧化二銻用于制造耐火材料，20％的用于制造電池中的合金材料、滑動軸承和焊接劑，在鉛酸電池中加入銻可以改變電極性質，減少放電時副產物氫氣的生成，銻還可以用作生產的催化劑和穩定劑。但銻和絕大多數的含銻化合物都有毒性，且三價銻的毒性比五價銻的毒性更強，對于人體的危害也更為嚴重。銻的作用機理是抑制酶的活性，小劑量的銻會引起頭疼、眩暈和抑郁，而大劑量的銻則會引起劇烈而頻繁的嘔吐，甚至死亡。在我國，《中華人民共和國國家標準污水綜合排放標準》中銻被列為第一類污染物，最高允許排放濃度為0.1mg/L。但在現實生活中，較多的工廠由于很多方面的原因，并不能夠按照標準來排放工業廢水，導致工業廢水中銻的含量高于國家標準，因此我們需要對工業廢水中的銻進行回收，以減少銻及其化合物對人體及環境的危害。

目前，人們大多數采用以其他電導材料為電極，通過電絮凝、電沉積的方法來去除銻的污染物，雖然這些方法對于廢水中的銻污染物有較好的處理效果，但是耗能高、成本高，無法對銻進行分離和回收。原子氫是一個具有很強再導能力的氫原子，鈀具有吸附原子氫的特殊能力，在生成反應性原子氫方面具有很高的催化效率，因此被認為是一種很有前途的電化學還原催化劑。故可以利用鈀的這一特性對廢水中的三價銻進行回收，并解決對回收后的銻進行高值化的問題。目前用鈀改性電極材料多用于陰極有機物還原脫鹵，但是鈀改性電極材料在金屬還原回收方面還未有應用。

發明內容

本發明是要解決現有的去除銻的方法耗能高、成本高，無法對銻進行分離和回收的技術問題，而提供一種鈀改性的碳布用于電化學高值化回收廢水中三價銻的方法。

本發明的鈀改性的碳布用于電化學高值化回收廢水中三價銻的方法是按以下步驟進行的：

一、在電化學工作站中，以Pt電極為對電極，清洗過的碳布電極為工作電極，Ag/AgCl 電極為參比電極，電解液為pH為3～3.5且濃度為0.05mmol/L～0.06mmol/L的PdCl₂水溶液，設置電極的工作電壓為-1.2V～-1V，電化學工作站的工作時間為180s～200s，通過電解得到鈀改性碳布電極；

二、將含有三價銻的待處理廢水通入電化學工作站的電解池中，以Pt電極為對電極，鈀改性碳布電極為工作電極，Ag/AgCl電極為參比電極，調節電解池中待處理廢水的pH為1～9，設置電極的工作電壓為-0.8～-1.2V，電化學工作站的工作時間為60min～65min，即可完成對廢水的處理，在工作電極上得到單質銻。

本發明通過使用電化學工作站對純碳布進行鈀改性處理得到鈀改性碳布，再通過電解將廢水中的三價銻在陰極電化學還原成銻單質。本發明通過電沉積工藝將普通碳布變成鈀改性碳布，然后在電化學還原的作用下實現了對廢水中三價銻的高值化回收，本發明在 60min內可以除去溶液中90％以上三價銻，去除率最高可以達到94.61％。

本發明具有以下優點和積極意義：

(1)本發明使用的電化學電沉積技術改性碳布具有操作靈活、不易產生二次污染的特點，適用于導電材料的改性處理；

(2)本發明通過簡單電沉積技術改性碳布，在外加電壓的情況下，實現了三價Sb的快速去除和高效回收，這對水體污染物三價Sb的去除以及回收有重要的意義；