申请日2016.05.24
公开(公告)日2016.09.14
IPC分类号C02F1/461
摘要
本发明公开了一种用于污水处理的新型石墨烯电极的制备方法，包括以下步骤：采用铁、铂、钴或导电玻璃为基底，通过化学气相沉淀法制备基底薄片;将基底薄片在氩气下放入加热炉中密闭进行预热处理4‑6小时;将石墨烯加入水、甲醇、乙醇、异丙醇溶剂中，待石墨烯均匀分散在溶剂中时，形成石墨烯溶液;将石墨烯溶液在精密流量泵控制下，通过毛细管注入密闭反应室，在氩气保护下缓慢加入反应室反应4‑6小时;反应结束后，停止加入石墨烯溶液，关闭电炉并保持氩气流速不变。本发明的有益效果为：1)该电极具有很高的电解氧化处理污水效果，大幅度降低污水COD值;2)反应速度快，过程中无有毒有害气体生成;3)反应高效，无毒，对设备无污染。
权利要求书
1.一种用于污水处理的新型石墨烯电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.基底薄片的制备：采用铁、铂、钴或导电玻璃为基底，通过化学气相沉淀法制备基底薄片;
B.预处理：将步骤A中所述的基底薄片在氩气下放入加热炉中密闭进行预热处理4-6小时，保持反应室温度恒定且氩气流速恒定;
C.石墨烯溶液的制备：将石墨烯加入水、甲醇、乙醇、异丙醇溶剂中，待石墨烯均匀分散在溶剂中时，形成石墨烯溶液;
D.石墨烯电极的制备：将步骤C中所述的石墨烯溶液在精密流量泵控制下，通过毛细管注入密闭反应室，在氩气保护下缓慢加入反应室，继续反应4-6小时;
E.后处理：反应结束后，停止加入石墨烯溶液，关闭电炉并保持氩气流速不变，待石墨烯电极自然冷却到室温。
说明书
一种用于污水处理的新型石墨烯电极的制备方法
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种用于污水处理的新型石墨烯电极的制备方法。
背景技术
有机废水中不仅含有色度高、毒性大的有机污染物，而且还含有多种重金属离子，对环境造成严重危害。光催化转化、降解、矿化有机废水中污染物研究备受人们的关注，这些反应能在常温常压下发生，仅需要光、氧气和水，就能使许多有毒的有机污染物发生转化、降解或矿化，生成易被生物降解的小分子、CO2 和无机离子。与现有的吸附、焚烧、生物氧化等环保技术相比，这种光催化技术应该具有成本低、矿化率高、二次污染少等优势，有望成为下一代环保新技术。
通过降解、矿化后有机废水往往含有高浓度的可溶性无机盐分，废水中无机盐含量的高低不仅直接影响水的活度，从而导致水的渗透压发生改变。当水的活度适当时微生物生长良好，活度过高会导致微生物细胞渗水过多破碎，过低则造成细胞内水份外渗造成失水而失去活性。另一方面由于有机废水中可溶性无机盐分中含有众多重金属离子，重金属难以生物降解，而且可以通过生物链循环进入植物体、动物体，最终会危害人类的健康，微量的重金属即可产生毒性效应体生态。如果放任排放，将会对环境产生不可恢复的创伤，危害人类的健康。
电容型去离子法是一种基于双电层电容原理的低成本、高效率、绿色环保的新型水处理技术，在外接电压(1-2V)的前提下，可溶性的离子向荷电相反的电极移动并吸附在电极上，从而达到去除离子的目的;当电极上吸附了足够多的离子时，将电极短路或反接，则吸附在电极上的盐离子自行脱落，回收利用，电极得以再生。该方法能耗低、去离子效率高，对环境友好，其发展空间和应用前景广阔。
石墨烯作为一种新兴的二维蜂窝状结构的碳材料，是构成石墨的基本单元。其具有良好的导电性、较宽的电化学窗口，高化学稳定性及较大的比表面积，不仅是优异的光催化材料，而且也是优异的电容型去离子材料。石墨烯复合光催化剂可以有效降解有机废水中的有机物矿化为无机物小分子及无机离子，提高降解效率，石墨烯基电容型去离子吸附材料可以去除其中无机重金属离子，两者结合可以用于含有重金属的复合有机废水净化部分或全部回用，防止环境污染。石墨烯是由碳原子按照蜂窝状结构排列而成的单原子厚度的二维晶体，被认为是构建其他维度sp2杂化碳材料的基本结构单元。将卷曲或弯曲石墨烯可以构成一维碳纳米管或零维的富勒烯。石墨烯的独特结构赋予其良好的电学、热学以及化学性能。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种用于污水处理的新型石墨烯电极的制备方法解决上述问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种用于污水处理的新型石墨烯电极的制备方法，包括以下步骤：
A.基底薄片的制备：采用铁、铂、钴或导电玻璃为基底，通过化学气相沉淀法制备基底薄片;
B.预处理：将步骤A中所述的基底薄片在氩气下放入加热炉中密闭进行预热处理4-6小时，保持反应室温度恒定且氩气流速恒定;
C.石墨烯溶液的制备：将石墨烯加入水、甲醇、乙醇、异丙醇溶剂中，待石墨烯均匀分散在溶剂中时，形成石墨烯溶液;
D.石墨烯电极的制备：将步骤C中所述的石墨烯溶液在精密流量泵控制下，通过毛细管注入密闭反应室，在氩气保护下缓慢加入反应室，继续反应4-6小时;
E.后处理：反应结束后，停止加入石墨烯溶液，关闭电炉并保持氩气流速不变，待石墨烯电极自然冷却到室温。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：1)该电极具有很高的电解氧化处理污水效果，经过通电处理可对污水中的有机物进行高效的氧化降解，大幅度降低污水COD值;2)反应速度快，过程中无有毒有害气体生成，反应后的产物稳定，不会产生其它有害物质;3)反应高效，无毒，反应前后对人体安全，对设备无污染。