[發明專利]一種石墨烯制備工藝中廢水資源化處理方法與裝置

在審

• 申請號: 202210066897.2
• 申請日: 2022-01-20
• 公開（公告）號: CN114394701A
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 詹志明
• 申請（專利權）人: 詹志明
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08;C02F101/10;C02F101/16;C02F101/30
• 代理公司: 北京博識智信專利代理事務所(普通合伙) 16067
• 代理人: 鄧凌云

本發明公開了一種石墨烯制備工藝中廢水資源化處理方法與裝置，包括吸附過濾裝置、吸附裝置、過濾裝置和石墨烯液體回收裝置，其特征在于：吸附過濾裝置的內部設置有攪拌機、吸附填充物料和若干微孔，過濾裝置連接在吸附過濾裝置的底部，吸附過濾裝置的側面設置有吸附材料入口。本方法不僅解決墨烯廢水處理問題，廢酸和石墨烯回收重復利用，還可以降低成本，節約水資源，實現了低成本、低消耗、節能減排、資源回收利用的環境友好資源化“雙碳”目標。

技術領域

本發明涉及石墨烯廢水領域，具體涉及一種石墨烯制備工藝中廢水資源化處理方法與裝置。

背景技術

石墨烯Graphene是一種以sp2雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的新材料。石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性，在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景，被認為是一種未來革命性的材料。

國內大部分企業制作石墨烯時，主要是以石墨粉為原料，采用常規氧化還原法的技術路線。該技術路線裝置簡單、易于流程化規模化，設備易于維護，且制備得到的石墨烯可通過簡單的工藝沉積在任何基底上，易于組裝，是目前最可能實現石墨烯大規模化制備的方法之一。

但是氧化還原法的生產過程中會使用硫酸，一般每生產一噸石墨烯，需要消耗40～50噸硫酸，產生待處理的廢酸80～100噸膨脹石墨1噸需2噸硫酸，已經存在污染問題，稀釋廢酸需要120～150噸新鮮水，如果大量的廢酸水處理不好，將會對土壤、地下水等造成嚴重污染。

這種路線的缺點是廢酸處理的成本極高，國家規定，廢酸必須交由有危廢處理資質的公司處理，廢酸處理費用400元/噸，由此測算每生產1噸石墨烯花在廢酸處理上的費用就有32000元～40000元，這個費用是相當高的，石墨烯生產過程中三廢處理成本占到總成本10％左右，1990年，美國經濟學家托比將污染消減成本占生產總成本1.85％以上的產業歸為污染密集型產業，可以想見10％的治污成本是有多恐怖。

從單位產品排污強度和水資源消耗強度角度看，氧化還原法有點類似鈦白粉行業，采用傳統硫酸法工藝，生產一噸鈦白粉消耗新鮮水100至150噸，同時產生濃度為20％的廢硫酸8噸、酸性廢水100噸，鈦白粉已經列入“高污染、高環境風險”產品名錄。

因此，一種石墨烯制備工藝中廢水資源化處理方法與裝置成為整個社會亟待解決的技術問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案為：一種石墨烯制備工藝中廢水資源化處理方法與裝置，包括吸附過濾裝置、吸附裝置、過濾裝置和石墨烯液體回收裝置，其特征在于：所述吸附過濾裝置的內部設置有攪拌機、吸附填充物料和若干微孔，所述過濾裝置連接在吸附過濾裝置的底部，所述吸附過濾裝置的側面設置有吸附材料入口。

進一步地，所述過濾裝置包括一級過濾器和二級過濾器，所述二級過濾器的底部設置有液體回收裝置。

進一步地，所述過濾裝置包括一級過濾結構、超聲空化結構、光催化結構和半導體電離結構，所述一級過濾結構、超聲空化結構、光催化結構和半導體電離結構由上至下依次設置。

進一步地，所述吸附過濾裝置和吸附裝置之間設置有吸附材料被括出口。

進一步地，所述吸附裝置的頂部設置有烘干機構。

進一步地，所述吸附裝置的外側設置有過濾器，所述過濾器用于與石墨烯液體回收裝置連接。

進一步地，所述一級過濾器為板框壓濾機。

進一步地，所述二級過濾器上設置有若干過濾微孔，其范圍為0.5μm。

進一步地，包括濃縮廢水A和濃縮廢水B，濃縮廢水A的處理步驟如下：