CN106745554A - 一种电吸附去除水中银离子的方法 - Google Patents

一种电吸附去除水中银离子的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106745554A
CN106745554A CN201710030601.0A CN201710030601A CN106745554A CN 106745554 A CN106745554 A CN 106745554A CN 201710030601 A CN201710030601 A CN 201710030601A CN 106745554 A CN106745554 A CN 106745554A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon fiber
silver ion
activated carbon
electro sorb
water removal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710030601.0A
Other languages
English (en)
Inventor
魏永
赵威
徐斓
江晓栋
姚维昊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changzhou University
Original Assignee
Changzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changzhou University filed Critical Changzhou University
Priority to CN201710030601.0A priority Critical patent/CN106745554A/zh
Publication of CN106745554A publication Critical patent/CN106745554A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/469—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
    • C02F1/4691—Capacitive deionisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

本发明涉及一种水处理技术领域的方法，具体是利用酸化活性炭纤维作为电极材料电吸附去除水中银离子的方法。本发明是通过以下技术方案实现的，具体包括如下步骤：(1)活性炭纤维电极的盐酸改性处理；(2)组装活性炭纤维电极电吸附模块；(3)通过改变电吸附模块的工作电压、进水流量、进水银离子浓度条件对水中银离子进行吸附和脱附。本发明的优点在于：活性炭纤维电极酸化的方法简便易行，对环境无二次污染，易制作，用活性炭纤维电极对水中银离子的吸附效率高，操作简单，可连续循环使用。

Description

一种电吸附去除水中银离子的方法
技术领域
本发明涉及一种水处理技术领域的方法，具体是利用酸化活性炭纤维作为电极材料电吸附去除水中Ag+离子的方法，该方法去除速率快，不产生二次污染。
背景技术
银及含银产品在电子电镀、感光材料、化工和科研等领域的广泛应用所产生的大量含银废液不仅造成了严重的环境污染，而且使得银资源大量浪费。因此，含银离子废液中银的去除和回收具有非常重要的研究和实用意义。
电容去离子(capacitive deionization，CDI)又称电吸附(electrosorption)，是一种利用带电的电极表面吸附水中离子和带电粒子，净化水体中离子及带电粒子的新型水处理技术，其优点是：去除过程不涉及氧化还原反应，能耗低；吸附饱和后的电极可通过施加反向电压或短路的方式得以再生，再生操作简便；去除离子过程中无需添加其他辅助材料，不产生二次污染；整个去除和再生过程中没有发生化学反应，电极使用寿命长。因此相比于传统除银处理工艺，电容去离子技术在含银等重金属废水处理的应用领域极具应用前景。
活性炭纤维是一种强度大、密度小、耐腐蚀的新型非金属材料。由于活性炭纤维具有比表面积大，微孔体积数大以及电阻率小等特点，作为电吸附电极材料得到一定应用。活性炭纤维具有连续的块状结构，能直接用作电吸附电极，因此可以简化制作工艺并降低使用成本。
发明内容
本发明设计一种电吸附去除水中银离子的方法，包括以下具体步骤：
(1)活性炭纤维酸化处理：用盐酸浸泡，然后用大量的去离子水冲洗，直至pH值为中性，电导率值小于5μS·cm-1。放置于烘箱中110℃烘干，置于干燥器中得到酸化活性炭纤维；
(2)制备活性炭纤维电极：将步骤(1)中的酸化活性炭纤维裁剪成块状大小得到活性炭纤维电极；
(3)将步骤(2)中得到的活性炭纤维电极组装安装在电吸附模块中电吸附去除水中重金属离子；
(4)电吸附法去除水中重金属离子：配置重金属离子溶液，量取重金属离子溶液在烧杯中，将步骤(3)中组装好的活性炭纤维电极电吸附模块进行电吸附实验。电吸附实验利用蠕动泵抽取烧杯中的重金属离子溶液进入到电吸附模块，最终循环到烧杯中，同时使用电导率仪实时监测溶液中电导率的变化，当电导率保持不变时，即活性炭纤维电极达到吸附平衡。
(5)活性炭纤维电极的脱附再生：当活性炭纤维电极达到吸附饱和，将施加在电吸附模块上的电压短路或去除，溶液中的电导率将逐渐恢复到初始值，电极得到了脱附再生。
步骤(1)中所述的盐酸的浓度为1mol·L-1，浸泡时间为3h，pH值接近6.9。
步骤(2)中所述的活性炭纤维电极大小为5cm×5cm。
步骤(3)所述的活性炭纤维电极电吸附去除水中的重金属离子为Ag+。
步骤(4)所述的重金属离子Ag+的浓度为100mg/L，工作电压为1.4V，进水流量为15ml/min。
本发明的优点在于：活性炭纤维的酸化改性的方法简便易行，易制作且环保无二次污染，利用改性后的活性炭纤维电极作为电吸附模块的电极具有效率高，操作简单，材料易制得且材料的循环使用性能与不经过改性后的材料具有大幅度的提升。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1为实施例一中制备的活性炭纤维改性后的扫描电镜图(SEM图)；
图2为实施例二中溶液Ag+初始浓度对Ag+去除率的影响；
图3为实施例三中工作电压对Ag+去除率的影响；
图4为实施例四中进水流量对Ag+去除率的影响；
图5为实施例五中活性炭纤维电极的吸附脱附再生次数对吸附于脱附率的影响。
具体实施方式
以下对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例一
活性炭纤维的预处理：将活性炭纤维裁剪成5cm×5cm的大小，用1mol·L-1的盐酸浸泡3h，以去除活性炭纤维表面的灰分，然后用大量的去离子水冲洗，直至pH值为中性，电导率值小于5μS·cm-1。放置于烘箱中110℃烘干，置于干燥器中。
实施例二
活性炭纤维酸化改性后电极制备过程与实施例一相同。
对活性炭纤维电极组成的电吸附模块进行电吸附去除水中银离子的实验。将电吸附实验条件设置成电压为1.0V，进水流量为10mL/min，极板间距控制在1mm的条件下，分别研究了银离子初始浓度在150mg/L、120mg/L、100mg/L、70mg/L时活性炭纤维电吸附去除银离子的效果。实验结果如图2所示，可见改性后的活性纤维电极对Ag+具有较好的吸附效果。
实施例三
活性炭纤维酸化改性后电极制备过程与实施例一相同。
选取初始浓度为150mg/L的银离子溶液，电极间距由夹在两电极间的无纺布隔离，间距控制在1mm，控制进水流量为10ml/min，分别施加0V、1.0V、1.2V、1.4V、1.6V的工作电压，用活性炭纤维电极组装成电吸附模块进行电吸附去除银离子实验，结果如图3示。可见在工作电压合适的情况下改性后的活性纤维电极对Ag+具有较好的吸附效果。
实施例四
活性炭纤维酸化改性后电极制备过程与实施例一相同。
实验条件选取了银离子浓度为100mg/L，工作电压控制在1.4V，电极间距由夹在两电极间的无纺布隔离，间距控制在1mm研究了活性炭纤维电极的吸附效果。
实施例五
活性炭纤维酸化改性后电极制备过程与实施例一相同。
对活性炭纤维改性后制成的电吸附电极进行循环电吸附实验。将活性炭纤维电极安装在电吸附模块中，施加工作电压为1.4V，进水流量控制在15ml/min循环吸附脱附浓度为100mg/L的Ag+溶液，计算其吸附率与脱附率。实验结果如图5所示。第一次循环吸附脱附实验后，活性炭纤维的吸附率为52.38％，经过五次循环吸附脱附实验后，去除率仅降低了7.03％，说明该材料具有极高的再生性能。

Claims (6)

1.一种电吸附去除水中银离子的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)活性炭纤维酸化处理：用盐酸浸泡，然后用大量的去离子水冲洗，直至pH值为中性，电导率值小于5μS·cm-1。放置于烘箱中110℃烘干，置于干燥器中得到酸化活性炭纤维；
(2)制备活性炭纤维电极：将步骤(1)中的酸化活性炭纤维裁剪成块状大小得到活性炭纤维电极；
(3)将步骤(2)中得到的活性炭纤维电极组装安装在电吸附模块中电吸附去除水中银离子；
(4)电吸附法去除水中银离子：配置银离子溶液，量取银离子溶液在烧杯中，将步骤(3)中组装好的活性炭纤维电极电吸附模块进行电吸附实验。电吸附实验利用蠕动泵抽取烧杯中的银离子溶液进入到电吸附模块，最终循环到烧杯中，同时使用电导率仪实时监测溶液中电导率的变化，当电导率保持不变时，即活性炭纤维电极达到吸附平衡。
(5)活性炭纤维电极的脱附再生：当活性炭纤维电极达到吸附饱和，将施加在电吸附模块上的电压短路或去除，溶液中的电导率将逐渐恢复到初始值，电极得到了脱附再生。
2.如权利要求1步骤所述的一种电吸附去除水中银离子的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的盐酸的浓度为1mol·L-1，浸泡时间为3h，pH值接近6.9。
3.如权利要求1所述的一种电吸附去除水中银离子的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的活性炭纤维电极大小为5cm×5cm。
4.如权利1所述的一种电吸附去除水中银离子的方法，其特征在于，步骤(3)所述的活性炭纤维电极电吸附去除水中的重金属离子为Ag+。
5.如权利1所述的一种电吸附去除水中银离子的方法，其特征在于，步骤(3)所述的电吸附模块的电极对数为3对。
6.如权利1所述的一种电吸附去除水中银离子的方法，其特征在于，步骤(4)所述的重金属离子Ag+的浓度为100mg/L，工作电压为1.4V，进水流量为15ml/min。
CN201710030601.0A 2017-01-17 2017-01-17 一种电吸附去除水中银离子的方法 Pending CN106745554A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710030601.0A CN106745554A (zh) 2017-01-17 2017-01-17 一种电吸附去除水中银离子的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710030601.0A CN106745554A (zh) 2017-01-17 2017-01-17 一种电吸附去除水中银离子的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106745554A true CN106745554A (zh) 2017-05-31

Family

ID=58945817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710030601.0A Pending CN106745554A (zh) 2017-01-17 2017-01-17 一种电吸附去除水中银离子的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106745554A (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103723801A (zh) * 2014-01-03 2014-04-16 湖南农业大学 基于电吸附去除水体中砷的复合电极水热合成方法及其去砷的方法
US20150299016A1 (en) * 2012-08-03 2015-10-22 Mitsubishi Heavy Industries Mechatronics Systems, Ltd. Water treatment device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150299016A1 (en) * 2012-08-03 2015-10-22 Mitsubishi Heavy Industries Mechatronics Systems, Ltd. Water treatment device
CN103723801A (zh) * 2014-01-03 2014-04-16 湖南农业大学 基于电吸附去除水体中砷的复合电极水热合成方法及其去砷的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李海红 等: "盐酸预处理对ACF结构及其电化学性能的影响", 《材料科学与工程学报》 *
王翠 等: "活性炭纤维电极对不同阳离子电吸附行为的试验研究", 《中国新技术新产品》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108423776B (zh) 一种电容去离子耦合电催化协同去除重金属和有机物的方法
CN106745556A (zh) 一种电吸附去除水中铬（六价）离子的方法
Kim et al. Parametric investigation of the desalination performance in multichannel membrane capacitive deionization (MC-MCDI)
Sun et al. Electrochemical in situ regeneration of granular activated carbon using a three-dimensional reactor
CN113060819B (zh) 一种实现非均相芬顿氧化过程中自由基靶向氧化的装置及方法
CN106800327A (zh) 一种电吸附去除水中铁离子的方法
CN108658179A (zh) 一种利用正反交替吸附实现脱盐的海水淡化装置及方法
CN109516527A (zh) 一种连续流电化学过滤系统及其在降解氨氮废水中的应用
CN106800328A (zh) 一种电吸附去除水中汞离子的方法
KR101782138B1 (ko) 단계적 전압인가에 의한 축전탈이온 반응장치 제어방법 및 이에 사용되는 복합전극
CN106830221A (zh) 一种电吸附去除水中钡离子的方法
CN106830226A (zh) 一种电吸附去除水中铊离子的方法
CN106698610A (zh) 一种电吸附去除水中锑离子的方法
CN106745554A (zh) 一种电吸附去除水中银离子的方法
CN203741202U (zh) 电渗透污泥脱水设备用阳极及设备
CN106830225A (zh) 一种电吸附去除水中砷离子的方法
CN106745555A (zh) 一种电吸附去除水中铝离子的方法
CN105692801A (zh) 复合颗粒在制备三维电极反应器中的用途、三维电极反应器及水处理方法
CN106830222A (zh) 一种电吸附去除水中镁离子的方法
CN205838763U (zh) 一种循环冷却水处理装置
CN106630042A (zh) 一种电吸附去除水中铜离子的方法
CN106800326A (zh) 一种电吸附去除水中镉离子的方法
CN215161773U (zh) 一种用于电芬顿处理有机废水的三维二硫化钼石墨毡耦合助催化可再生电极
CN106830224A (zh) 一种电吸附去除水中锌离子的方法
CN107337262A (zh) 一种低电压下氧气辅助阳极催化氧化降解水体中有机污染物的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170531