CN115318270B - 废旧锌锰电池负极材料资源化制备光催化剂的方法及其应用 - Google Patents
废旧锌锰电池负极材料资源化制备光催化剂的方法及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115318270B CN115318270B CN202210965010.3A CN202210965010A CN115318270B CN 115318270 B CN115318270 B CN 115318270B CN 202210965010 A CN202210965010 A CN 202210965010A CN 115318270 B CN115318270 B CN 115318270B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- photocatalyst
- waste zinc
- manganese
- recycling
- manganese battery
- 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.)
- Active
Links
- WJZHMLNIAZSFDO-UHFFFAOYSA-N manganese zinc Chemical compound [Mn].[Zn] WJZHMLNIAZSFDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 41
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004064 recycling Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 title claims description 12
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 21
- 239000010405 anode material Substances 0.000 claims description 11
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 11
- 238000013033 photocatalytic degradation reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 8
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 7
- CTENFNNZBMHDDG-UHFFFAOYSA-N Dopamine hydrochloride Chemical compound Cl.NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 CTENFNNZBMHDDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N dopamine Chemical compound NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229960001149 dopamine hydrochloride Drugs 0.000 claims description 6
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 claims description 6
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims description 4
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 229960003638 dopamine Drugs 0.000 claims description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims description 2
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 6
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 abstract description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 14
- RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 description 10
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 8
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- 239000010926 waste battery Substances 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 3
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004298 light response Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000010814 metallic waste Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/06—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of zinc, cadmium or mercury
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8668—Removing organic compounds not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8665
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/20—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state
- B01J35/23—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state in a colloidal state
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- 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
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
-
- 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
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
- C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/52—Reclaiming serviceable parts of waste cells or batteries, e.g. recycling
-
- 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
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/308—Dyes; Colorants; Fluorescent agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/10—Photocatalysts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种废旧锌锰电池负极材料资源化制备光催化剂的方法及其应用，对锌锰电池负极材料进行回收，将收集到的负极材料进行水洗，直至中性，干燥，将洗涤、干燥后的废旧锌锰电池负极材料研磨后，采用多巴胺进行包覆后碳化，制备得到光催化剂。所制备得到的光催化剂可直接用于有机污染物的降解。本发明工艺流程简单，成本低，可宏量生产且具有环境友好的特性，探索了一条废旧锌锰电池减量化和资源化利用的新思路，可有效实现经济效益和环境效益的双赢。
Description
技术领域
本发明属于废旧锌锰电池回收和污染治理领域，具体涉及一种废旧锌锰电池负极材料资源化利用的方法。
背景技术
电池因其轻便、体积小、可为便携式移动设备供能而被广泛使用。其中使用最为普遍的是锌锰电池。锌锰电池的正负极材料中均含有金属元素，尚有一定的经济价值，有回收利用的必要性。另一方面，电池中含有碱性电解液，可能还含有重金属离子，直接丢弃会造成环境污染。而这一类电池的使用寿命短，废旧电池产量巨大，无论从经济角度还是从环境角度来说，其进行资源化利用都非常有必要。
目前，针对废旧电池的回收主要包括热处理和湿处理两种方法，热处理是将电池磨碎后送入炉内加热提取出汞，或直接从电池中提取铁元素，并将氧化锰、氧化锌、氧化铜和氧化镍等金属混合物作为金属废料出售。湿处理是将除铅蓄电池外的各种电池溶解于硫酸，然后借助离子树脂从溶液中提取各种金属。这些方法都存在操作复杂，成本高，处理效率低等问题，且在回收过程中能耗高，容易造成二次污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种锌锰电池负极材料资源化利用的方法，锌锰电池负极材料经过氧化处理后可获得纯度较高的氧化锌，再经碳包覆改性后，可获得具有紫外-可见光响应的光催化剂，可直接用于有机污染物的降解。此种方法操作简单，成本低。为废旧碱锰电池的回收再利用提供了新思路。
本发明的技术方案如下：
一种废旧锌锰电池负极材料资源化制备光催化剂的方法，对锌锰电池负极材料进行回收，将收集到的负极材料进行水洗，直至中性，干燥，将洗涤、干燥后的废旧锌锰电池负极材料研磨后，采用多巴胺进行包覆后碳化，制备得到光催化剂。
具体包括以下步骤：
步骤一、将不同剩余电压的废旧锌锰电池进行拆解，回收其负极材料，将收集到的废旧锌锰电池负极材料洗涤至中性，过滤后在空气氛围下进行干燥，所得材料经研磨后密封保存；
步骤二、将步骤一所得材料与盐酸多巴胺和三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐缓冲溶液混合均匀，调节pH值为碱性使其聚合，聚合一段时间后，将所得产物进行洗涤，干燥，研磨后密封保存；
步骤三、将步骤二中所得材料在惰性气体保护下进行碳化即可获得光催化剂。
步骤一中，将收集的废旧锌锰干电池进行拆解，将负极材料与电池壳体、正极材料、隔膜等进行分离回收，拆解为机械破碎分离，拆解过程在空气氛围、室温下进行；使用去离子水洗涤拆解所得负极材料，在空气氛围下进行干燥，干燥的温度为室温~120摄氏度。
步骤二中，盐酸多巴胺与步骤一所得材料的物质的量的比为0.1：1~2:1。
步骤二中，所使用的缓冲溶液是三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐溶液，溶液的浓度为10 mmol/L。
步骤二中，聚合温度是150~200度，聚合时间是3~72小时。
步骤三中，惰性气体是氩气或氮气，碳化的温度是800~1000度，碳化时间是1~3小时。
如上述废旧锌锰电池负极材料资源化制备光催化剂的方法制得的光催化剂在有机污染物光催化降解中的应用。
光催化降解的反应体系由反应介质、污染物、光源和光催化剂构成；
反应介质是空气或水；
光源是紫外光、可见光中的一种或多种。
反应介质为水时，反应的体系为酸性或中性。
本发明的优点：
针对传统废旧电池回收方法将电池中的不同金属成分提取出来操作复杂，成本高，处理效率低，容易造成二次污染等问题，本发明提出一种全新的回收-资源化利用思路，将废旧锌锰电池的负极材料经过氧化-多巴胺包覆-碳化后即可作为光催化剂用于处理有机污染物。该工艺流程简单，成本低，可宏量生产且具有环境友好的特性，探索了一条废旧锌锰电池减量化和资源化利用的新思路，可有效实现经济效益和环境效益的双赢。
附图说明
图1为锌锰电池负极材料为原料氧化制得的ZnO材料的XRD表征图。
图2为锌锰电池负极材料为原料氧化制得的ZnO材料的SEM图。
图3为实施例ZnO@Cx（x=0.05）的TEM图。
图4为激发光源为紫外灯时实施例ZnO@Cx对亚甲基蓝光催化降解的结果。
图5为激发光源为汞灯时实施例ZnO@Cx对亚甲基蓝光催化降解的结果。
图6为激发光源为卤钨灯时实施例ZnO@Cx对亚甲基蓝光催化降解的结果。
具体实施方式
实施例
步骤一、在空气氛围下，直接将南孚锌锰电池（5号电池）拆解，回收其负极材料，用去离子水洗涤至中性，使用抽滤分离出固体材料，放在鼓风干燥箱中于80度下干燥，研磨。
步骤二、将一定量的盐酸多巴胺溶于10 mmol/L的三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐中，并调节溶液为碱性使其聚合。然后将步骤一所得材料与其混合均匀，聚合一段时间后，将所得产物进行洗涤，干燥，研磨后密封保存；
步骤三、将步骤二中所得产物在惰性气体保护下进行碳化，经800度碳化2小时后，即可获得光催化剂ZnO@Cx。
对步骤一所得材料进行XRD表征，结果参见图1，废旧锌锰电池负极材料经回收、水洗、干燥后可获得ZnO材料，经向单一，纯度较高；所得的ZnO为针状的纳米ZnO。
步骤二中，盐酸多巴胺与步骤一所得材料的物质的量的比值x分别为0，0.0625，0.125，0.25，0.5，1和1.5。
由图3可以看出，x=0.5时多巴胺包覆-碳化后得到ZnO/C材料，在ZnO的外层包覆了C材料，C层厚度约为4.8 nm。
用实施例所制备得到的光催化剂处理水体中的亚甲基蓝。
当亚甲基蓝的初始浓度为10 mg/L，体积为200 mL，pH为5，光催化剂的用量为0.08g，激发光源为紫外灯。参见图4，x=0.25时，催化剂表现出了最佳
的光催化特性，60 min后，亚甲基蓝的剩余率仅为0.043。
当亚甲基蓝的初始浓度为10 mg/L，体积为200 mL，pH为5，光催化剂的用量为0.1g，激发光源为汞灯。参见图5，x=0.25时，催化剂表现出了最佳的光催化特性，60 min后，亚甲基蓝的剩余率仅为0.097。
当亚甲基蓝的初始浓度为10 mg/L，体积为200 mL，pH为5，光催化剂的用量为0.1g，激发光源为卤钨灯。参见图6，x=0.5时，催化剂表现出了最佳的光催化特性，60 min后，亚甲基蓝的剩余率为0.326。
用实施例（x=0.5）所制备得到的光催化剂处理处理空气中的甲醛。
当甲醛的初始浓度为120 mg/L，激发光源为紫外灯时，反应20 min，甲醛的去除率可达到98.4%。
当甲醛的初始浓度为120 mg/L，激发光源为卤钨灯时，反应30 min，甲醛的去除率可达87.7%。
基于以上实验，本发明基于废旧锌锰电池负极材料所制备得到的光催化剂在有机污染物光催化降解中有明显效果。所述的有机污染物可以是气体中的有机污染物，也可以是水体中的有机污染物。本发明不仅可以实现危险固体废弃物废旧锌锰电池的高附加值利用，同时，也可以实现有机污染物的高效降解，降低水体和大气中有机污染物处理的成本。该方法与常规的废旧电池回收及资源化方法相比，具有工艺流程简便、环境友好、无二次污染的优点。
Claims (9)
1.一种废旧锌锰电池负极材料资源化制备光催化剂的方法，其特征在于：对锌锰电池负极材料进行回收，将收集到的负极材料进行水洗，直至中性，干燥，将洗涤、干燥后的废旧锌锰电池负极材料研磨后，采用多巴胺进行包覆后碳化，制备得到光催化剂；
具体包括以下步骤：
步骤一、将不同剩余电压的废旧锌锰电池进行拆解，回收其负极材料，将收集到的废旧锌锰电池负极材料洗涤至中性，过滤后在空气氛围下进行干燥，所得材料经研磨后密封保存；
步骤二、将步骤一所得材料与盐酸多巴胺和三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐缓冲溶液混合均匀，调节pH值为碱性使其聚合，聚合一段时间后，将所得产物进行洗涤，干燥，研磨后密封保存；
步骤三、将步骤二中所得材料在惰性气体保护下进行碳化即可获得光催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种废旧锌锰电池负极材料资源化制备光催化剂的方法，其特征在于：
步骤一中，将收集的废旧锌锰干电池进行拆解，将负极材料与电池壳体、正极材料、隔膜进行分离回收，拆解为机械破碎分离，拆解过程在空气氛围、室温下进行；使用去离子水洗涤拆解所得负极材料，在空气氛围下进行干燥，干燥的温度为室温~120摄氏度。
3.根据权利要求1所述的一种废旧锌锰电池负极材料资源化制备光催化剂的方法，其特征在于：
步骤二中，盐酸多巴胺与步骤一所得材料的物质的量的比为0.1：1~2:1。
4.根据权利要求1所述的一种废旧锌锰电池负极材料资源化制备光催化剂的方法，其特征在于：
步骤二中，所使用的缓冲溶液是三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐溶液，溶液的浓度为10mmol/L。
5.根据权利要求4所述的一种废旧锌锰电池负极材料资源化制备光催化剂的方法，其特征在于：
步骤二中，聚合温度是150~200度，聚合时间是3~72小时。
6.根据权利要求1所述的一种废旧锌锰电池负极材料资源化制备光催化剂的方法，其特征在于：
步骤三中，惰性气体是氩气或氮气，碳化的温度是800~1000度，碳化时间是1~3小时。
7.如权利要求1-6任一所述废旧锌锰电池负极材料资源化制备光催化剂的方法制得的光催化剂在有机污染物光催化降解中的应用。
8.根据权利要求7所述的光催化剂在有机污染物光催化降解中的应用，其特征在于：
光催化降解的反应体系由反应介质、污染物、光源和光催化剂构成；
反应介质是空气或水；
光源是紫外光、可见光中的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的光催化剂在有机污染物光催化降解中的应用，其特征在于：
反应介质为水时，反应的体系为酸性或中性。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210965010.3A CN115318270B (zh) | 2022-08-12 | 2022-08-12 | 废旧锌锰电池负极材料资源化制备光催化剂的方法及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210965010.3A CN115318270B (zh) | 2022-08-12 | 2022-08-12 | 废旧锌锰电池负极材料资源化制备光催化剂的方法及其应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115318270A CN115318270A (zh) | 2022-11-11 |
| CN115318270B true CN115318270B (zh) | 2024-01-30 |
Family
ID=83924743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210965010.3A Active CN115318270B (zh) | 2022-08-12 | 2022-08-12 | 废旧锌锰电池负极材料资源化制备光催化剂的方法及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115318270B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116371465A (zh) * | 2023-01-19 | 2023-07-04 | 广东邦普循环科技有限公司 | 一种利用三元前驱体高磁废料制备光催化材料的方法及应用 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105964238A (zh) * | 2016-07-26 | 2016-09-28 | 宁波大学 | 一种多孔碳包覆ZnO纳米复合材料及其制备方法 |
| CN107362789A (zh) * | 2016-05-11 | 2017-11-21 | 武汉理工大学 | 一种多孔碳改性的ZnO光催化材料及其制备方法 |
| CN107376862A (zh) * | 2017-08-30 | 2017-11-24 | 延安大学 | 一种废旧锌锰电池‑生物质吸附剂的制备方法 |
| CN108390029A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-08-10 | 电子科技大学 | 一种金属氧化物/碳复合材料的制备方法及应用 |
| CN110193362A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-09-03 | 浙江理工大学 | 一种氧化锌/碳复合光催化剂及其制备方法 |
| CN113321235A (zh) * | 2020-07-31 | 2021-08-31 | 上海交通大学 | 一种利用废旧锌锰电池锌皮制备氧化锌超细粉的方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11117117B2 (en) * | 2017-07-13 | 2021-09-14 | Board Of Trustees Of The University Of Arkansas | Doped carbonaceous materials for photocatalytic removal of pollutants under visible light, making methods and applications of same |
-
2022
- 2022-08-12 CN CN202210965010.3A patent/CN115318270B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107362789A (zh) * | 2016-05-11 | 2017-11-21 | 武汉理工大学 | 一种多孔碳改性的ZnO光催化材料及其制备方法 |
| CN105964238A (zh) * | 2016-07-26 | 2016-09-28 | 宁波大学 | 一种多孔碳包覆ZnO纳米复合材料及其制备方法 |
| CN107376862A (zh) * | 2017-08-30 | 2017-11-24 | 延安大学 | 一种废旧锌锰电池‑生物质吸附剂的制备方法 |
| CN108390029A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-08-10 | 电子科技大学 | 一种金属氧化物/碳复合材料的制备方法及应用 |
| CN110193362A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-09-03 | 浙江理工大学 | 一种氧化锌/碳复合光催化剂及其制备方法 |
| CN113321235A (zh) * | 2020-07-31 | 2021-08-31 | 上海交通大学 | 一种利用废旧锌锰电池锌皮制备氧化锌超细粉的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115318270A (zh) | 2022-11-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110783658B (zh) | 一种退役动力三元锂电池回收示范工艺方法 | |
| CN101710632B (zh) | 一种废旧锂离子电池阳极材料石墨的回收及修复方法 | |
| WO2022127117A1 (zh) | 废旧锂电池正极材料处理方法 | |
| CN108808150B (zh) | 一种综合回收再利用废旧三元电极材料的方法 | |
| WO2020206884A1 (zh) | 正极材料的回收方法、得到的正极材料及其用途 | |
| CN111430831B (zh) | 一种废旧锂离子电池负极材料的回收方法 | |
| CN103035977A (zh) | 一种从废旧锂离子电池中分离回收锂的方法 | |
| CN108123186B (zh) | 一种从锂离子电池负极中回收石墨制备电芬顿阴极的方法 | |
| CN112510281B (zh) | 一种废旧锂离子电池全组分回收方法 | |
| CN113437378A (zh) | 一种废旧电池正负极回收及其再利用的方法 | |
| EP4151593A1 (en) | Method for graphite purification and lattice reconstruction in power battery | |
| CN115318270B (zh) | 废旧锌锰电池负极材料资源化制备光催化剂的方法及其应用 | |
| CN113072052A (zh) | 一种废磷酸铁锂补锂修复方法和应用 | |
| CN113582251A (zh) | 一种正极材料的回收再生方法 | |
| CN111994891A (zh) | 一种磷酸铁锂正极材料的回收利用方法 | |
| CN114204151A (zh) | 一种废弃锂离子电池正极活性材料修复改性方法 | |
| CN110729524A (zh) | 一种锂离子电池正极材料修复的方法 | |
| CN114804049B (zh) | 从磷酸铁锂废旧电池中回收得到高纯磷酸铁的方法 | |
| CN114212765B (zh) | 一种磷酸铁锂废粉中锂铁磷组分循环再生的方法 | |
| CN110010993B (zh) | 一种采用高铁炉渣原位吸附废弃锂电池中氟化物的方法 | |
| CN114678613A (zh) | 锂电池正极纯化分离与再生方法 | |
| CN111129631A (zh) | 一种废锂离子电池极片的回收方法 | |
| CN117410607A (zh) | 一种锂离子电池三元正极材料的回收再生方法及再生的三元材料 | |
| CN111416170B (zh) | 一种废旧锂离子电池负极回收并联产导电剂的方法 | |
| TWI767284B (zh) | 廢車用鋰鐵電池正負極混合物的回收方法 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |