專利名稱：：基于粘土/碳材料復(fù)合電極及其生產(chǎn)方法、應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于印染廢水的粘土/碳材料復(fù)合電極及其其生產(chǎn)方法、應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：隨著工業(yè)化進程的不斷深入，全球性環(huán)境污染日益破壞著地球的生態(tài)平衡，并對人類的生存構(gòu)成威脅。紡織印染行業(yè)是工業(yè)的重要組成部分，排放廢水量大，污染物濃度高，是工業(yè)廢水中較難治理的廢水之一。我國是世界紡織印染工業(yè)第一大國，印染廢水治理責(zé)任重大，現(xiàn)行的印染廢水處理方法大多采用生物處理法，然而，該方法需要消耗大量的生化試劑，代價不菲，且生物處理法還存在處理周期長、對一些污染物不能奏效的缺點；另外有些紡織印染企業(yè)采用化學(xué)處理法，其中使用較多的是中和法和化學(xué)沉淀法，這兩種方法也存在難以克服的缺點一向印染廢水中投加藥劑，在消除原有污染的同時，又造成二次污染。如中和法需要向廢水中投加硫酸、硝酸或者石灰等；而化學(xué)沉淀法則需要向廢水中投加氫氧化物、硫化物、碳酸鹽和鹵化物等。同時上述兩種方法在對印染廢水脫色方面也很困難。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，提供一種基于粘土/碳材料復(fù)合電極，該電極對有機染料有很強的吸附能力和很寬的氧化電位窗，使得該電極可完全地氧化有機染料，使有機染料被分解為更小的分子，以達到有效脫色的目的，同時大幅地降低廢水中的COD，處理成本低。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種基于粘土/碳材料復(fù)合電極，包括粘土、碳復(fù)合材料，其特征在于粘土與碳復(fù)合材料的重量比為(0.0525)(99.9575)，所述粘土的粒徑小于lOOnm。所述基于粘土/碳材料復(fù)合電極，其特征在于粘土與碳材料的重量比為(0.520)(99.580)。所述基于粘土/碳材料復(fù)合電極，其特征在于粘土與碳材料的重量比為(110)(9990)。所述基于粘土/碳材料電極中粘土為高嶺土、蒙脫石粘土、蛭石粘土或凹凸棒石粘土中的至少一種。所述基于粘土/碳材料復(fù)合電極中碳材料為膨脹石墨或石墨烯。該電極對有機染料有很強的吸附能力和很寬的氧化電位窗，使得該電極可完全地氧化有機染料，使有機染料被分解為更小的分子，以達到有效脫色的目的，同時大幅地降低廢水中的COD和染料廢水的處理成本。本發(fā)明的第二目的是提供上述基于粘土/碳材料復(fù)合電極的生產(chǎn)方法按粘土與碳材料的重量比為(0.0525)(99.9575)稱取粘土和碳材料，將粘土與碳材料混合后，在IOMPa的壓力下，壓制成粘土/碳復(fù)合材料板狀電極，該電極做電解槽的陽極。本發(fā)明的第三目的是提供一種基于粘土/碳材料復(fù)合電極的應(yīng)用將基于粘土/碳材料復(fù)合電極用于印染廢水快速處理，該方法操作方便，不造成二次污染。一種基于粘土/碳材料復(fù)合電極的印染廢水快速處理方法，采用基于粘土/碳復(fù)合材料板狀電極為電解槽的陽極，銅片作為陰極，向印染廢水中加入電解質(zhì)氯化鈉、氯化鉀、硫酸鉀或硫酸鈉，使其濃度為0.lmol/L，采用恒電流的方式進行電解，最佳的電流密度為75A/m2。為了確認(rèn)粘土/碳復(fù)合材料電極電解印染廢水的脫色效果，取色度約為500倍的實際廢水，用紫外-可見分光光度法進行評價，首先將未處理的廢水用紫外_可見分光光度計進行測量，確定最大吸收波長下的吸光值，測量將實際廢水用粘土/碳復(fù)合材料電極電解到無色(用紫外-可見分光光度計測量在最大吸收波長處無吸收)所用的時間。印染廢水C0D&的電解效果評價為，取CODtt約為1000mg/L的實際廢水，在將印染廢水電解至無色后，使用COD測量儀進行測量。本發(fā)明的有益效果在于采用電化學(xué)這種清潔處理方法，在除去印染廢水中污染物的同時，不造成二次污染；同時由于采用粘土/碳復(fù)合材料作為電化學(xué)處理的電極，不僅可以提高處理效率(提高脫色率和較大幅度降低COD值)，而且由于在處理過程中只涉及電能，因此可以大幅度地降低處理廢水的成本。具體實施例取一定量的粘土和碳材料按比例進行充分混合，在IOMPa的壓力下，壓制成粘土/碳復(fù)合材料板狀電極，該電極做電解槽的陽極。以下根據(jù)實施例對本發(fā)明的效果進行說明，實施例中列舉的粘土選擇了凹凸棒石粘土，碳材料選用了膨脹石墨，本發(fā)明不僅限于以下的實施例，也可根據(jù)上述的說明選用如高嶺土、蒙脫石粘土或蛭石粘土，對于碳材料，實施例中列舉了膨脹石墨，同樣也可根據(jù)上述說明選取石墨烯。實施例按粘土與碳材料的重量比為(0.0525)(99.9575)稱取粘土和碳材料，粘土與碳材料混合后，在IOMPa的壓力下，壓制成粘土/碳復(fù)合材料板狀電極，該電極做電解槽的陽極。印染廢水快速處理方法的操作過程如下，廢水來自于印染廠的實際廢水，其色度約為500倍，CODtt約為1000mg/L，取100ml的實際印染廢水，向印染廢水中加入NaCl使其濃度為0.lmol/L。以凹凸棒石粘土/膨脹石墨的復(fù)合材料作陽極，以銅片作陰極，采用恒電流的方法進行電解，電流密度為75A/m2，記錄染料廢水至無色的時間，同時測定廢水中COD的下降程度。電極的組成以及電解至無色的時間和COD的下降程度列于表1。表1本發(fā)明電極組成、脫色時間和COD下降程度<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>比較例為了說明本發(fā)明對印染廢水處理的效果，發(fā)明人考察了以石墨電極或金電極作為陽極來處理印染廢水，以銅片作陰極，采用恒電流的方法進行電解，電流密度為75A/m2，記錄染料廢水至無色的時間，同時測定廢水中COD的下降程度，電極的組成以及電解至無色的時間和COD的下降程度列于表2。上述三種電極的脫色效果和COD的下降程度均不及實施例中的凹凸棒石粘土/膨脹石墨的復(fù)合電極。表2石墨電極、金電極的脫色時間和COD下降程度<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>通過以上示例說明粘土/碳材料復(fù)合電極比石墨電極、金電極對印染廢水處理有很好的脫色和COD處理效果。權(quán)利要求一種基于粘土/碳材料復(fù)合電極，包括粘土、碳材料，其特征在于粘土與碳復(fù)合材料的重量比為(0.05～25)∶(99.95～75)，所述粘土的粒徑小于100nm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于粘土/碳材料復(fù)合電極，其特征在于所述粘土與碳材料的重量比為(0.520)(99.580)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于粘土/碳材料復(fù)合電極，其特征在于所述粘土與碳材料的重量比為(110)(9990)。4.據(jù)權(quán)利要求1所述的基于粘土/碳材料復(fù)合電極，所述基于粘土/碳材料電極中粘土為高嶺土、蒙脫石粘土、蛭石粘土或凹凸棒石粘土中的至少一種。5.據(jù)權(quán)利要求1所述的基于粘土/碳材料復(fù)合電極，所述碳材料為膨脹石墨或石墨烯。6.一種基于粘土/碳材料復(fù)合電極的生產(chǎn)方法，其特征在于按粘土與碳材料的重量比為(0.0525)(99.9575)稱取粘土和碳材料，將粘土與碳材料混合后，在IOMPa的壓力下，壓制成粘土/碳復(fù)合材料板狀電極，該電極做電解槽的陽極。7.一種基于粘土/碳材料復(fù)合電極的應(yīng)用，其特征在于采用基于粘土/碳復(fù)合材料板狀電極為電解槽的陽極，銅片作為陰極，向印染廢水中加入電解質(zhì)氯化鈉、氯化鉀、硫酸鉀或硫酸鈉，使其濃度為0.lmol/L，采用恒電流的方式進行電解，最佳的電流密度為75A/全文摘要本發(fā)明公開了一種基于粘土/碳材料復(fù)合電極及其生產(chǎn)方法、應(yīng)用，包括粘土、碳復(fù)合材料，所述粘土與碳復(fù)合材料的重量比為(0.05～25)∶(99.95～75)，所述粘土的粒徑小于100nm，其生產(chǎn)方法按粘土與碳材料的重量比稱取粘土和碳材料，將粘土與碳材料混合后，在10MPa的壓力下，壓制成粘土/碳復(fù)合材料板狀電極，該電極做電解槽的陽極，用于印染廢水快速處理，該電極對有機染料有很強的吸附能力和很寬的氧化電位窗，以達到有效脫色的目的，降低廢水中的COD，處理成本低，操作方便，不造成二次污染。文檔編號C02F1/46GK101805044SQ20101012230公開日2010年8月18日申請日期2010年3月12日優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日發(fā)明者嚴(yán)圣軍,孔泳,王文昌,袁甲,趙彥琦,陳智棟申請人:江蘇工業(yè)學(xué)院;江蘇天楹賽特環(huán)保能源集團有限公司