申请日2014.10.24
公开(公告)日2015.03.11
IPC分类号B82Y30/00; C01G3/02
摘要
本发明公开了一种从印刷线路板含铜污泥制备纳米氧化亚铜的方法，首先将印刷线路板含铜污泥干燥脱水，然后将污泥加入动电反应装置中，控制电流密度、保护剂浓度、固液比、辅助试剂和反应时间等条件，反应结束后，将阴极液离心分离得到纳米Cu2O材料。本发明提出一种环境友好的，几乎无二次污染的从印刷线路板含铜污泥中回收制备高附加值的纳米氧化亚铜(Cu2O)材料的方法。Cu2O是一个重要的p型金属氧化物半导体材料，直接带宽为2.2eV。Cu2O纳米粒子具有优异的光学和磁力性质，在催化剂、太阳能电池、气体传感器和锂离子电池阴极材料等方面具有广阔的应用前景。
权利要求书
1.一种从印刷线路板含铜污泥制备纳米氧化亚铜的方法，其特征在 于，包括以下步骤：
a)将印刷线路板含铜污泥置于105度的烘箱中烘干至恒重，冷却;
b)将冷却后的污泥加入动电反应装置中，动电反应装置为三室反 应器，分别为阳极室、污泥室、阴极室，阳极室、污泥室和阴极 室两两之间用离子交换膜隔开，辅助试剂为稀盐酸或稀硫酸，浓 度控制在0.5mol/L-1mol/L，控制反应固液比为1:20-1:40克/毫 升，保护剂的添加浓度控制在5-50g/L，控制动电反应条件，电 流密度控制在10-40mA/cm2，反应时间控制在1-6小时，反应过 程中污泥室和阴极区用磁力搅拌保持恒搅拌，搅拌速度为 1500-2000rpm;
步骤c)反应结束后，取出阴极液并离心分离，立即用30%(v/v) 水/乙醇混合液冲洗所得纳米Cu2O颗粒三次，除去水溶性的杂质 和产品表面吸附的保护剂;
步骤d)将获得的纳米Cu2O产品在室温真空下干燥。
2.根据权利要求1所述的一种从印刷线路板含铜污泥制备纳米氧化 亚铜的方法，其特征在于，所述步骤b)中的保护剂为聚乙烯吡 咯烷酮。
说明书
一种从印刷线路板含铜污泥制备纳米氧化亚铜的方法
技术领域
本发明属于废物回收处理技术领域，具体的说，本发明涉及 一种从印刷线路板含铜污泥制备纳米氧化亚铜的方法。
背景技术
近年来，随着电子工业的发展，印刷线路板制造产业发展极 为迅速。在印刷线路板的生产过程中会产生大量的酸性废水。目 前，对于这类废水通常采用中和沉淀处理，由此产生大量含铜、 铁等重金属的污泥。此类污泥含水率约65%～80%，pH在6.8～9.8 之间，铜含量约在1%～5%之间。此类含铜污泥属于危险废物，随 意堆放和处置容易导致重金属溶出，并再次进入水体或土壤而造 成二次污染。另一方面，由于此类污泥中含铜量远高于铜矿的开 采品位，因此任意处置势必造成资源的极大浪费。
目前，从印刷线路板含铜污泥中回收铜的工艺可以分为热处 理技术和化学处理技术两大类。热处理技术能耗较高且容易导致 大量的大气污染物排放。化学处理主要包括酸浸、氨浸、超声波 加速酸浸、电化学沉积等。上述化学处理方法也存在选择性低， 二次污染等问题。更为重要的是，目前已有的技术方法都是以回 收金属铜单质、含铜化合物、或者金属铜离子的浓溶液为目标， 导致回收产品的附加值不高。因此，开发环境友好型的从印刷线 路板含铜污泥中选择性回收铜并制备高附加值产品，具有广阔的 前景。
针对现有技术存在的相对不足，提出本发明。
发明内容
本发明的目的是提出一种环境友好、几乎无二次污染的从印 刷线路板含铜污泥直接制备高附加值的纳米氧化亚铜(Cu2O)材 料的方法。
本发明提供的技术方案是：一种从印刷线路板含铜污泥制备纳 米氧化亚铜的方法，包括以下步骤：
a)将印刷线路板含铜污泥置于105度的烘箱中烘干至恒重，冷却;
b)将冷却后的污泥加入动电反应装置中，动电反应装置为三室反应 器，分别为阳极室、污泥室、阴极室，阳极室、污泥室和阴极室两 两之间用离子交换膜隔开，辅助试剂为稀盐酸或稀硫酸，浓度控制 在0.5mol/L-1mol/L，控制反应固液比为1:20-1:40克/毫升，保护 剂的添加浓度控制在5-50g/L，控制动电反应条件，电流密度控制在 10-40mA/cm2，反应时间控制在1-6小时，反应过程中污泥室和阴极 区用磁力搅拌保持恒搅拌，搅拌速度为1500-2000rpm;保护剂为聚 乙烯吡咯烷酮;
步骤c)反应结束后，取出阴极液并离心分离，立即用30%(v/v) 水/乙醇混合液冲洗所得纳米Cu2O颗粒三次，除去水溶性的杂质和产 品表面吸附的保护剂;
步骤d)将获得的纳米Cu2O产品在室温真空下干燥。
本发明的有益效果是：
本发明提出一种环境友好的，几乎无二次污染的从印刷线路板 含铜污泥中回收制备高附加值的纳米氧化亚铜(Cu2O)材料的方法。 Cu2O是一个重要的p型金属氧化物半导体材料，直接带宽为2.2eV。 Cu2O纳米粒子具有优异的光学和磁力性质，在催化剂、太阳能电池、 气体传感器和锂离子电池阴极材料等方面具有广阔的应用前景。