用于去除水中铜离子的复合改性活性炭电极及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106957095A(43)申请公布日2017.07.18(21)申请号201710189729.1(22)申请日2017.03.28(71)申请人上海大学地址200444上海市宝山区上大路99号(72)发明人陈志文丁国际董敬余李小伟(74)专利代理机构上海上大专利事务所(普通合伙)31205代理人陆聪明(51)Int.Cl.C02F1/469(2006.01)C02F101/20(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称用于去除水中铜离子的复合改性活性炭电极及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种用于去除水中铜离子的复合改性活性炭电极及其制备方法，其步骤：(1)筛选出活性炭；(2).活性炭与去离子水混合超声溶解，再过滤，将活性炭置于烘箱干燥；(3).将活性炭放到硝酸溶液中超声反应，再将被滤纸截留的活性炭放到恒温箱中干燥，得硝酸改性活性炭；(4).将硝酸改性活性炭，加入到柠檬酸溶液内超声反应，再过滤，过滤后放到恒温箱干燥，得到用硝酸和柠檬酸复合改性活性炭；(5).称取乙炔黑、聚四氟乙烯以及步骤(4)制得的复合改性活性炭放入乙醇搅拌均匀，得到混合涂料；(6).将步骤(5)的混合涂料均匀涂履在石墨片基质板上，干燥后得复合改性活性炭电极。该方法简易、成本低，对水中铜离子的电吸附效率高，对铜离子的电吸附效率达到72.9%。CN106957095ACN106957095A权利要求书1/1页1.一种用于去除水中铜离子的复合改性活性炭电极，其特征在于，该电极由石墨片基质板和在基质板表面上的混合物涂层组成，所述的混合涂层由活性炭、乙炔黑、聚四氟乙烯组成。2.一种权利要求1所述的用于去除水中铜离子的复合改性活性炭电极的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将活性炭用筛网筛选，筛选出颗粒为150～300目的活性炭；(2)将步骤(1)得到的活性炭与去离子水混合后，用超声溶解30～60min，再用孔径30～50微米的滤纸过滤，将被滤纸截留的活性炭置于100～120℃烘箱内干燥60～120min；(3)称取步骤(2)得到的活性炭，移至50%～80%的硝酸溶液的烧杯中，将烧杯置于恒温水浴锅内，在70～90℃下超声反应2～3h，然后用孔径为30～50微米的滤纸过滤溶液，用去离子水反复冲洗被滤纸截留的活性炭，再用孔径30～50微米的滤纸过滤，去掉洗脱液，再将被滤纸截留的活性炭放到100～120℃下恒温箱中干燥8～16h，得到硝酸改性活性炭；(4)将步骤(3)得到的硝酸改性活性炭，加入到0.005～0.02mol/L柠檬酸溶液内，在70～90℃恒温水浴锅内，超声反应2～5h，用孔径30～50微米的滤纸过滤溶液，用去离子水反复冲洗被滤纸截留的活性炭，冲洗至pH值稳定在7，再用孔径30～50微米的滤纸过滤，去掉冲洗液，再将被滤纸截留的活性炭放到100～120℃下恒温箱中干燥8～16h，得到分别用硝酸和柠檬酸复合改性的活性炭；(5)称取质量为3.2～3.5g的乙炔黑、质量为0.2～0.3g的聚四氟乙烯以及质量为0.3～0.5g的上述步骤(4)制得的复合改性活性炭放入烧杯中，再加入浓度为99%的乙醇进行搅拌，搅拌均匀后，得到混合涂料，其中所述的复合改性活性炭：乙炔黑、聚四氟乙烯、乙醇的四种物质之间的质量比为3.23：0.26：0.45；(6)将上述步骤(5)制得的混合涂料均匀涂履在石墨片基质板上，然后将石墨片基质板放到100～120℃烘箱中干燥10～20h，干燥后取出的石墨板，即得到用于去除水中铜离子的复合改性活性炭电极。2CN106957095A说明书1/3页用于去除水中铜离子的复合改性活性炭电极及其制备方法技术领域[0001]本发明属于环保技术领域，涉及的是一种用于去除水中铜离子的复合改性活性炭电极及其制备方法。背景技术[0002]铜是重金属，人体过量摄入铜会引起严重的中毒反应，如呕吐，惊厥甚至死亡。水体中铜含量过高，会抑制水体的自净作用，不仅不能够直接饮用，且用该废水灌溉农田也会使铜在植物体内富集，从而污染粮食。另一方面，铜是重要的工业原料。从水中去除或回收铜具有利用价值。[0003]常见的水中铜离子的去除方法有化学沉淀法、电渗析法、离子交换法。这些方法都有一定的优缺点，其中化学沉淀法操作简便，设备投资较小，但是，该方法存在药剂投加量大、效率不高、二次污染等问题；电渗析法操作简单，但是，该方法设备投资和运行费用比较高；离子交换法出水水质高，但，该方法对预处理要求高，运行费用也相对较高。[0004]目前，还有一种去除水中离子的电吸附方法，其优点在于能耗低、效率高、对水质要求较低等。电吸附方法去除水中的离子的效率主要依赖于电极的吸附性能，其中活性炭具有较高