CN113636626A - 一种采用电化学法去除废料中六价铬的方法 - Google Patents

一种采用电化学法去除废料中六价铬的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电化学氢化还原技术领域，公开了一种采用电化学法去除废料中六价铬的方法。该方法包括：(1)将催化剂材料电镀在不锈钢网电极基底上，制备析氢催化剂修饰电极，催化剂材料为Ni‑Mo、Ni‑Mo‑P、Ni‑Mo‑S和Ni‑Mo‑N中的至少一种；(2)对含铬废料进行前处理，得到黄色六价铬废水；(3)使用H电解池，氧化铱作为阳极，析氢催化剂修饰电极作为阴极；阴极池中加入黄色六价铬废水和支持电解质，将pH值调节至3～7；阳极池中加入支持电解质溶液，pH值调节至8～10；(4)对H电解池施加2～5V的电压，进行反应，黄色废水变为绿色时，停止反应。该方法利用电解水产生的氢原子还原六价铬，六价铬去除率高。

Description

一种采用电化学法去除废料中六价铬的方法
技术领域
本发明涉及电化学氢化还原技术领域，具体涉及一种采用电化学法去除废料中六价铬的方法。
背景技术
铬及其化合物在冶金、金属加工、电镀、油漆、制药等领域具有广泛的应用。铬的废渣、废液处理不当时，会对水体、土壤等产生较大危害。毒性最大的六价铬通过食物链的富集、转移后会对人类及动植物造成严重危害，铬已成为我国主要环境污染物之一。含铬废水处理工艺主要有铁氧体法、电解还原法、吸附法、化学还原沉淀法、蒸发法等等。
电解还原法分为直接电解法和间接电解法。间接电解法又称牺牲阳极法，即用铁等金属作为阳极，在直流电的作用下，产生的亚铁离子，在酸性条件下，将六价铬还原为三价铬。该方法的缺点是阳极不断溶解，需要经常更换阳极；电流使用效率不高等。直接电解法是在电解过程中，六价铬直接在阴极上得到电子，还原为三价铬。该方法的缺点是电极容易钝化，电解效率不高。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的电解还原法处理废料中六价铬电解效率不高的问题，提供一种采用电化学法去除废料中六价铬的方法，该方法利用电解水产生的氢原子，将废水中的六价铬还原为三价铬，六价铬的去除率可高达96.5％～98.5％。
为了实现上述目的，本发明提供了一种采用电化学法去除废料中六价铬的方法，该方法包括以下步骤：
(1)采用电沉积法将催化剂材料电镀在电极基底上，制备析氢催化剂修饰电极，其中，所述电极基底为不锈钢网，所述催化剂材料为Ni-Mo、Ni-Mo-P、Ni-Mo-S和Ni-Mo-N中的至少一种；
(2)对含铬废料进行前处理，得到黄色含六价铬废水；
(3)使用H电解池，其中，采用氧化铱作为阳极，采用所述析氢催化剂修饰电极作为阴极；阴极池和阳极池采用质子交换膜进行分隔；阴极池中加入所述黄色含六价铬废水和支持电解质溶液，并将pH值调节至3～7；阳极池中加入支持电解质溶液，并将pH值调节至8～10；
(4)对所述H电解池施加2～5V的电压，进行电化学还原反应，待黄色含铬废水变为绿色时，停止反应。
优选地，在步骤(1)中，制备析氢催化剂修饰电极的具体操作为：
S1、对电极基底进行预处理：采用320目和600目的SiC砂纸依次对不锈钢网进行打磨，去除表层，然后采用恒电位仪在0.5～2mol/L的硫酸溶液中去除表面氧化层；
S2、预镀镍：将预处理后的不锈钢网裁剪为1×2cm的块状，然后在0.5～2mol/L的NiCl2·6H2O和/或NiSO4·6H2O溶液中于-50～-200mA·cm2下电沉积5-30分钟，得到具有镍镀层的不锈钢网；
S3、析氢催化剂修饰电极的制备：配制含有催化剂材料中所含元素的镀液，并将所述镀液的pH调节至8～11，然后采用三电极法将具有镍镀层的不锈钢网置于镀液中于-50～-200mA·cm2下电镀5～30分钟，得到析氢催化剂修饰电极。
优选地，在步骤(1)中，所述催化剂材料为Ni-Mo-P。
优选地，在步骤(2)中，所述含铬废料包括含铬废渣或废水。
优选地，在步骤(2)中，对含铬废料进行前处理包括对含铬废料进行碱化，过滤除去除铬以外的其他金属氢氧化物沉淀，得到黄色含铬废水。
优选地，在步骤(3)中，所述支持电解质为K2SO4溶液和/或Na2SO4溶液，优选为K2SO4溶液。
优选地，在步骤(3)中，所述支持电解质的浓度为1.5-3.5g/L。
优选地，在步骤(3)中，将所述黄色含铬废水的pH值调节至4～5。
优选地，在步骤(4)中，对所述H电解池施加的电压为2.5～3V。
优选地，在步骤(4)中，进行电化学还原反应的时间为2～5小时。
与现有技术相比，本发明具有以下优势：
1、本方法将特定的催化剂材料电沉积在不锈钢网上形成的析氢催化剂修饰电极作为阴极，能够明显提高电解水产生氢原子的效率。
2、现有的方法去除废料中的六价铬往往需要加入化学还原剂，而本方法则是利用电解水产生的活性氢作为还原剂，将六价铬还原成三价铬，还原效率高，六价铬的去除率可高达96.5％～98.5％。
3、现有的方法运行成本高，同时会产生新的环境污染物；而本方法只需需要耗费电，成本低；而且电解过程阳极产生氧气，不会产生新的污染物。
附图说明
图1是实施例1电解前含铬溶液[主要为Cr(VI)]和电解后含铬溶液[主要为Cr(III)]的对比图；
图2是Ni-Mo-P电极的扫描电镜图；
图3是Ni-Mo-P电极的元素分布图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明的发明人偶然间发现，将特定的催化剂材料电沉积在不锈钢网上形成的析氢催化剂修饰电极作为阴极，能够明显提高电解水产生氢原子的效率，然后利用氢原子将废料中的六价铬还原成三价铬，六价铬的去除率高达96.5％～98.5％。为此，本发明提供了一种采用电化学法去除废料中六价铬的方法。
本发明提供的采用电化学法去除废料中六价铬的方法，包括以下步骤：
(1)采用电沉积法将催化剂材料电镀在电极基底上，制备析氢催化剂修饰电极(催化剂材料/不锈钢网)，其中，所述电极基底为不锈钢网，所述催化剂材料为Ni-Mo、Ni-Mo-P、Ni-Mo-S和Ni-Mo-N中的至少一种；
(2)对含铬废料进行前处理，得到黄色含六价铬废水；
(3)使用H电解池，其中，采用氧化铱作为阳极，采用所述析氢催化剂修饰电极作为阴极；阴极池和阳极池采用质子交换膜进行分隔；阴极池中加入所述黄色含六价铬废水和支持电解质溶液，并将pH值调节至3～7；阳极池中加入支持电解质溶液，并将pH值调节至8～10；
(4)对所述H电解池施加2～5V的电压，进行电化学还原反应，待黄色含铬废水变为绿色时，停止反应。
在本发明所述的方法中，利用电化学氢化还原去除废水中的六价铬，其原理为：通过电解水，阴极产生氢原子，阳极产生氧气；含铬废水在阴极池内，在阴极池内，利用电解水产生的氢原子将六价铬还原为三价铬，六价铬的去除率明显提高。
在本发明所述的方法中，将催化剂材料Ni-Mo、Ni-Mo-P、Ni-Mo-S和Ni-Mo-N中的至少一种电镀在不锈钢网上作为阴极材料，并以氧化铱作为阳极材料，使用H电解池，能够避免电解水产生氢离子，提高电解水产生氢原子的效率，利用氢原子还原六价铬效率更高。研究发现，在阴极池中将含铬废水的pH值调节至3～7，能够明显提高六价铬的去除率。同时，在电解时，将电压设置在2～5V，能够有效提高电流使用效率。另外，在本发明所述的方法中，阴极电极基底采用不锈钢网能够改善溶液的流动状况，提高六价铬的去除率。
在具体实施方式中，采用流动泵对阴极池溶液进行循环流动，能够消除浓差极化现象，提高电解效率。
在本发明所述的方法中，在步骤(1)中，析氢催化剂修饰电极可以按照以下步骤进行制备：
S1、对电极基底进行预处理：采用320目和600目的SiC砂纸依次对不锈钢网进行打磨，去除表层，然后采用恒电位仪在0.5～2mol/L的硫酸溶液中去除表面氧化层；
S2、预镀镍：将预处理后的不锈钢网裁剪为1×2cm的块状，然后在0.5～2mol/L的NiCl2·6H2O和/或NiSO4·6H2O溶液中于-50～-200mA·cm2下电沉积5-30分钟，得到具有镍镀层的不锈钢网；
S3、析氢催化剂修饰电极的制备：配制含有催化剂材料中所含元素的镀液，并将所述镀液的pH调节至8～11，然后采用三电极法将具有镍镀层的不锈钢网置于镀液中于-50～-200mA·cm2下电镀5～30分钟，得到析氢催化剂修饰电极(催化剂材料/不锈钢网)。
在一种具体实施方式中，可以按照以下步骤制备Ni-Mo-P/不锈钢网析氢催化剂修饰电极：
1)对电极基底进行预处理：采用320目和600目的SiC砂纸依次对不锈钢网进行打磨，去除表层，然后采用恒电位仪在1mol/L的硫酸溶液中去除表面氧化层；
2)预镀镍：将预处理后的不锈钢网裁剪为1×2cm的块状，然后在1mol/L的NiCl2·6H2O溶液中于-160mA·cm2下电沉积20分钟，得到具有镍镀层的不锈钢网；
3)Ni-Mo-P/不锈钢网析氢催化剂修饰电极的制备：配制含有Ni、Mo、P的催化剂镀液，催化剂镀液的组成为0.5mol/L的NiSO4·6H2O、0.2mol/L的Na2MoO4·2H2O、0.5mol/L的NaH2PO4·2H2O、0.1mol/L的C6H5Na3O7·2H2O，然后将催化剂镀液的pH调节至9，然后采用三电极法将具有镍镀层的不锈钢网置于催化剂镀液中于-100mA·cm2下电镀5分钟，得到Ni-Mo-P/不锈钢网析氢催化剂修饰电极。
在本发明所述的方法中，Ni-Mo/不锈钢网、Ni-Mo-S/不锈钢网和Ni-Mo-N/不锈钢网析氢催化剂修饰电极的制备方法与Ni-Mo-P/不锈钢网析氢催化剂修饰电极的制备方法相似，不同之处在于催化剂镀液的组成不同。
在具体实施方式中，Ni-Mo催化剂镀液的组成为；0.5mol/L的NiSO4·6H2O、0.2mol/L的Na2MoO4·2H2O、0.1mol/L的C6H5Na3O7·2H2O；
Ni-Mo-S催化剂镀液的组成为：0.5mol/L的NiSO4·6H2O、0.2mol/L的Na2MoO4·2H2O、0.5mol/L的CH4N2S、0.1mol/L的C6H5Na3O7·2H2O；
Ni-Mo-N催化剂镀液的组成为：0.5mol/L的NiSO4·6H2O、0.2mol/L的Na2MoO4·2H2O、0.5mol/L的NaNO3、0.1mol/L的C6H5Na3O7·2H2O。
在优选实施方式中，在步骤(1)中，所述催化剂材料为Ni-Mo-P，采用这种催化剂材料能够提高阴极电解水产生氢原子的效率。
在具体实施方式中，在步骤(2)中，所述含铬废料包括含铬废渣或废水。为了避免其他金属离子对六价铬的去除产生影响，应该对含铬废料进行前处理，去除其他金属离子。在步骤(2)中，对含铬废料进行前处理包括对含铬废料进行碱化，过滤除去除铬以外的其他金属氢氧化物沉淀，得到黄色含铬废水。
在本发明所述的方法中，所述支持电解质可以为本领域常规使用的电解质。在具体实施方式中，在步骤(3)中，所述支持电解质为K2SO4溶液和/或Na2SO4溶液。在优选实施方式中，所述支持电解质为K2SO4溶液。K2SO4溶液具有更好的导电率，能够提高电解还原六价铬的效率。
在具体实施方式中，在步骤(3)中，所述支持电解质的浓度可以为1.5-3.5g/L，例如1.5g/L、1.8g/L、2g/L、2.2g/L、2.5g/L、2.g/L、3g/L、3.2g/L或3.5g/L。
在本发明所述的方法中，将所述黄色含铬废水加入阴极池中加入后将pH值调节至3～7，有助于六价铬还原为三价铬，明显提高六价铬的去除率。
在具体实施方式中，在步骤(3)中，在阴极池中可以将黄色含铬废水的pH值调节至3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5或7。在优选实施方式中，在步骤(3)中，将所述黄色含铬废水的pH值调节至4～5。
在本发明中，对所述H电解池施加2～5V的电压，在该电压范围内，可以提高六价铬的去除率。
在具体实施方式中，可以对所述H电解池施加2V、2.5V、3V、3.5V、4V、4.5V或5V的电压。在优选实施方式中，在步骤(4)中，可以对所述H电解池施加的电压为2.5～3V。
在本发明所述的方法中，当黄色含铬废液变为绿色时，说明大部分六价铬已经被还原为三价铬，电解结束，停止电化学反应。在具体实施方式中，在步骤(4)中，进行电化学还原反应的时间可以为2～5小时，例如2小时、2.5小时、3小时、3.5小时、4小时、4.5小时或5小时。
采用本发明所述的方法去除废料中的六价铬，六价铬的去除率可高达96.5％～98.5％。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
制备例1制备Ni-Mo-P/不锈钢网析氢催化剂修饰电极
1)对电极基底进行预处理：采用320目和600目的SiC砂纸依次对不锈钢网进行打磨，去除表层，然后采用恒电位仪在1mol/L的硫酸溶液中去除表面氧化层；
2)预镀镍：将预处理后的不锈钢网裁剪为1×2cm的块状，然后在1mol/L的NiCl2·6H2O溶液中于-160mA·cm2下电沉积20分钟，得到具有镍镀层的不锈钢网；
3)Ni-Mo-P/不锈钢网析氢催化剂修饰电极的制备：配制含有Ni、Mo、P的催化剂镀液，催化剂镀液的组成为0.5mol/L的NiSO4·6H2O、0.2mol/L的Na2MoO4·2H2O、0.5mol/L的NaH2PO4·2H2O、0.1mol/L的C6H5Na3O7·2H2O，然后将催化剂镀液的pH调节至9，然后采用三电极法将具有镍镀层的不锈钢网置于催化剂镀液中于-100mA·cm2下电镀5分钟，得到Ni-Mo-P/不锈钢网析氢催化剂修饰电极。
制备例2制备Ni-Mo-S/不锈钢网析氢催化剂修饰电极
1)对电极基底进行预处理：采用320目和600目的SiC砂纸依次对不锈钢网进行打磨，去除表层，然后采用恒电位仪在1mol/L的硫酸溶液中去除表面氧化层；
2)预镀镍：将预处理后的不锈钢网裁剪为1×2cm的块状，然后在1mol/L的NiCl2·6H2O溶液中于-160mA·cm2下电沉积20分钟，得到具有镍镀层的不锈钢网；
3)Ni-Mo-S/不锈钢网析氢催化剂修饰电极的制备：配制含有Ni、Mo、S的催化剂镀液，催化剂镀液的组成为0.5mol/L的NiSO4·6H2O、0.2mol/L的Na2MoO4·2H2O、0.5mol/L的CH4N2S、0.1mol/L的C6H5Na3O7·2H2O，然后将催化剂镀液的pH调节至9，然后采用三电极法将具有镍镀层的不锈钢网置于催化剂镀液中于-100mA·cm2下电镀5分钟，得到Ni-Mo-S/不锈钢网析氢催化剂修饰电极。
制备例3制备Ni-Mo-N/不锈钢网析氢催化剂修饰电极
1)对电极基底进行预处理：采用320目和600目的SiC砂纸依次对不锈钢网进行打磨，去除表层，然后采用恒电位仪在1mol/L的硫酸溶液中去除表面氧化层；
2)预镀镍：将预处理后的不锈钢网裁剪为1×2cm的块状，然后在1mol/L的NiCl2·6H2O溶液中于-160mA·cm2下电沉积20分钟，得到具有镍镀层的不锈钢网；
3)Ni-Mo-N/不锈钢网析氢催化剂修饰电极的制备：配制含有Ni、Mo、N的催化剂镀液，催化剂镀液的组成为0.5mol/L的NiSO4·6H2O、0.2mol/L的Na2MoO4·2H2O、0.5mol/L的NaNO3、0.1mol/L的C6H5Na3O7·2H2O，然后将催化剂镀液的pH调节至9，然后采用三电极法将具有镍镀层的不锈钢网置于催化剂镀液中于-100mA·cm2下电镀5分钟，得到Ni-Mo-N/不锈钢网析氢催化剂修饰电极。
制备例4制备Ni-Mo/不锈钢网析氢催化剂修饰电极
1)对电极基底进行预处理：采用320目和600目的SiC砂纸依次对不锈钢网进行打磨，去除表层，然后采用恒电位仪在1mol/L的硫酸溶液中去除表面氧化层；
2)预镀镍：将预处理后的不锈钢网裁剪为1×2cm的块状，然后在1mol/L的NiCl2·6H2O溶液中于-160mA·cm2下电沉积20分钟，得到具有镍镀层的不锈钢网；
3)Ni-Mo/不锈钢网析氢催化剂修饰电极的制备：配制含有Ni的催化剂镀液，催化剂镀液的组成为0.5mol/L的NiSO4·6H2O、0.2mol/L的Na2MoO4·2H2O、0.1mol/L的C6H5Na3O7·2H2O，然后将催化剂镀液的pH调节至9，然后采用三电极法将具有镍镀层的不锈钢网置于催化剂镀液中于-100mA·cm2下电镀5分钟，得到Ni-Mo/不锈钢网析氢催化剂修饰电极。
实施例1
(1)按照制备例1的方法制备Ni-Mo-P/不锈钢网析氢催化剂修饰电极，其中，所述电极基底为不锈钢网，所述催化剂材料为Ni-Mo-P；
(2)采用NaOH溶液对含铬废水进行碱化，过滤除去除铬以外的其他金属氢氧化物沉淀，得到黄色含六价铬废水；
(3)使用H电解池，其中，采用氧化铱作为阳极，采用步骤(1)中的析氢催化剂修饰电极作为阴极；阴极池和阳极池采用质子交换膜进行分隔；阴极池中加入所述黄色含六价铬废水和K2SO4溶液，并将pH值调节至5；阳极池中加入K2SO4溶液，并将pH值调节至9；
(4)对所述H电解池施加3V的电压，进行电化学还原反应3小时，待黄色含铬废水变为绿色时，停止反应。
实施例2
(1)按照制备例1的方法制备Ni-Mo-P/不锈钢网析氢催化剂修饰电极，其中，所述电极基底为不锈钢网，所述催化剂材料为Ni-Mo-P；
(2)采用NaOH溶液对含铬废水进行碱化，过滤除去除铬以外的其他金属氢氧化物沉淀，得到黄色含六价铬废水；
(3)使用H电解池，其中，采用氧化铱作为阳极，采用步骤(1)中的析氢催化剂修饰电极作为阴极；阴极池和阳极池采用质子交换膜进行分隔；阴极池中加入所述黄色含六价铬废水和K2SO4溶液，并将pH值调节至7；阳极池中加入K2SO4溶液，并将pH值调节至8.5；
(4)对所述H电解池施加2V的电压，进行电化学还原反应2.5小时，待黄色含铬废水变为绿色时，停止反应。
实施例3
(1)按照制备例1的方法制备Ni-Mo-P/不锈钢网析氢催化剂修饰电极，其中，所述电极基底为不锈钢网，所述催化剂材料为Ni-Mo-P；
(2)采用NaOH溶液对含铬废水进行碱化，过滤除去除铬以外的其他金属氢氧化物沉淀，得到黄色含六价铬废水；
(3)使用H电解池，其中，采用氧化铱作为阳极，采用步骤(1)中的析氢催化剂修饰电极作为阴极；阴极池和阳极池采用质子交换膜进行分隔；阴极池中加入所述黄色含六价铬废水和K2SO4溶液，并将pH值调节至3；阳极池中加入K2SO4溶液，并将pH值调节至9.5；
(4)对所述H电解池施加5V的电压，进行电化学还原反应4小时，待黄色含铬废水变为绿色时，停止反应。
实施例4
按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(1)中，按照制备例2的方法制备Ni-Mo-S/不锈钢网析氢催化剂修饰电极，其中，所述催化剂材料为Ni-Mo-S。
实施例5
按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(1)中，按照制备例3的方法制备Ni-Mo-N/不锈钢网析氢催化剂修饰电极，其中，所述催化剂材料为Ni-Mo-N。
实施例6
按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(1)中，按照制备例4的方法制备Ni-Mo/不锈钢网析氢催化剂修饰电极，其中，所述催化剂材料为Ni-Mo。
实施例7
按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(3)中，加入Na2SO4溶液替换K2SO4溶液作为支持电解质。
对比例1
按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(1)中，采用碳箔替代不锈钢网作为电极基底制备Ni-Mo-P/碳箔析氢催化剂修饰电极。
其中，Ni-Mo-P/碳箔析氢催化剂修饰电极的制备方法为：
1)对电极基底进行预处理：将碳箔置于2mol/L的硝酸溶液中浸泡2小时；
2)预镀镍：将预处理后的碳箔裁剪为1×2cm的块状，然后在1mol/L的NiCl2·6H2O溶液中于-160mA·cm2下电沉积20分钟，得到具有镍镀层的碳箔；
3)Ni-Mo-P/碳箔析氢催化剂修饰电极的制备：配制含有Ni、Mo、P的催化剂镀液，催化剂镀液的组成为0.5mol/L的NiSO4·6H2O、0.2mol/L的Na2MoO4·2H2O、0.5mol/L的NaH2PO4·2H2O、0.1mol/L的C6H5Na3O7·2H2O，然后将催化剂镀液的pH调节至9，然后采用三电极法将具有镍镀层的碳箔置于催化剂镀液中于-100mA·cm2下电镀5分钟，得到Ni-Mo-P/碳箔析氢催化剂修饰电极。
对比例2
按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(1)中，采用Mo-P替代Ni-Mo-P作为催化剂材料制备Mo-P/不锈钢网析氢催化剂修饰电极。
其中，Mo-P/不锈钢网析氢催化剂修饰电极的制备方法为：
1)对电极基底进行预处理：采用320目和600目的SiC砂纸依次对不锈钢网进行打磨，去除表层，然后采用恒电位仪在1mol/L的硫酸溶液中去除表面氧化层；
2)预镀镍：将预处理后的不锈钢网裁剪为1×2cm的块状，然后在1mol/L的NiCl2·6H2O溶液中于-160mA·cm2下电沉积20分钟，得到具有镍镀层的不锈钢网；
3)Mo-P/不锈钢网析氢催化剂修饰电极的制备：配制含有Mo、P的催化剂镀液，催化剂镀液的组成为0.2mol/L的Na2MoO4·2H2O、0.5mol/L的NaH2PO4·2H2O、0.1mol/L的C6H5Na3O7·2H2O，然后将催化剂镀液的pH调节至9，然后采用三电极法将具有镍镀层的不锈钢网置于催化剂镀液中于-100mA·cm2下电镀5分钟，得到Mo-P/不锈钢网析氢催化剂修饰电极。
对比例3
按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(3)中，采用铂作为阳极。
对比例4
按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(3)中，阴极池中将所述黄色含铬废水的pH值调节至9。
对比例5
按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(4)中，对所述H电解池施加1V的电压。
测试例
1、测试实施例1-7和对比例1-5中六价铬的去除率，结果如表1所示。其中，六价铬的去除率的测试方法以及计算方法为：
采用二苯碳酰二肼分光光度法对电解前和电解后的含铬废水中六价铬和总铬进行分析，依据的标准为：GB/T 7467-1987水质六价铬的测定二苯碳酰二肼分光光度法；
六价铬的还原率按下式计算：
Figure BDA0003222938490000141
其中，A为电解前六价铬的初始浓度(mg/L)；B为电解后六价铬的终止浓度(mg/L)。
表1
实施例编号 六价铬的还原率/％ 对比例编号 六价铬的还原率/％
实施例1 97.6 对比例1 94.7
实施例2 96.8 对比例2 93.5
实施例3 98.5 对比例3 94.9
实施例4 97.0 对比例4 94.5
实施例5 97.3 对比例5 94.8
实施例6 96.5
实施例7 97.1
从表1中的结果可以看出，采用本发明所述的方法，六价铬的还原率明显提高，高达96.5％～98.5％。
2、图1是图1是实施例1电解前含铬溶液[主要为Cr(VI)]和电解后含铬溶液[主要为Cr(III)]的对比图，电解3小时后，97.6％的Cr(VI)转化为Cr(III)；
图2是Ni-Mo-P电极的扫描电镜图，Ni-Mo-P三元素合金在不锈钢基底电极表面形成均匀的球状结构；
图3是Ni-Mo-P电极的元素分布图，说明Ni-Mo-P三元素均匀分布在不锈钢基底电极表面。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种采用电化学法去除废料中六价铬的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)采用电沉积法将催化剂材料电镀在电极基底上，制备析氢催化剂修饰电极，其中，所述电极基底为不锈钢网，所述催化剂材料为Ni-Mo、Ni-Mo-P、Ni-Mo-S和Ni-Mo-N中的至少一种；
(2)对含铬废料进行前处理，得到黄色含六价铬废水；
(3)使用H电解池，其中，采用氧化铱作为阳极，采用所述析氢催化剂修饰电极作为阴极；阴极池和阳极池采用质子交换膜进行分隔；阴极池中加入所述黄色含六价铬废水和支持电解质溶液，并将pH值调节至3～7；阳极池中加入支持电解质溶液，并将pH值调节至8～10；
(4)对所述H电解池施加2～5V的电压，进行电化学还原反应，待黄色含铬废水变为绿色时，停止反应。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，制备析氢催化剂修饰电极的具体操作为：
S1、对电极基底进行预处理：采用320目和600目的SiC砂纸依次对不锈钢网进行打磨，去除表层，然后采用恒电位仪在0.5～2mol/L的硫酸溶液中去除表面氧化层；
S2、预镀镍：将预处理后的不锈钢网裁剪为1×2cm的块状，然后在0.5～2mol/L的NiCl2·6H2O和/或NiSO4·6H2O溶液中于-50～-200mA·cm2下电沉积5-30分钟，得到具有镍镀层的不锈钢网；
S3、析氢催化剂修饰电极的制备：配制含有催化剂材料中所含元素的镀液，并将所述镀液的pH调节至8～11，然后采用三电极法将具有镍镀层的不锈钢网置于镀液中于-50～-200mA·cm2下电镀5～30分钟，得到析氢催化剂修饰电极。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述催化剂材料为Ni-Mo-P。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述含铬废料包括含铬废渣或废水。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，对含铬废料进行前处理包括对含铬废料进行碱化，过滤除去除铬以外的其他金属氢氧化物沉淀，得到黄色含铬废水。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述支持电解质为K2SO4溶液和/或Na2SO4溶液，优选为K2SO4溶液。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述支持电解质的浓度为1.5-3.5g/L。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，将所述黄色含铬废水的pH值调节至4～5。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，对所述H电解池施加的电压2.5～3V。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，进行电化学还原反应的时间为2～5小时。
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