申请日2017.08.28
公开(公告)日2017.12.08
IPC分类号C02F1/72; C02F1/00; C22C45/02; C02F103/30
摘要
本发明涉及一种用于印染废水处理的非晶合金密纹网及其制备方法，所述制备方法包括：选择具有一定玻璃形成能力的非晶合金成分，采用真空甩丝机制备得到韧性非晶合金丝;通过编织工艺将非晶合金丝编制成密纹网。该非晶合金密纹网具有均匀的网络孔隙和较高的活性比表面积，表现出优异的印染废水降解性能，其克服了传统非晶合金在废水处理过程需要经过过滤处理、不易回收以及难以二次利用等应用缺陷，提高了非晶合金降解的循环寿命和回收率，表现出更好的环保和节能性。同时，通过控制非晶合金丝直径和编织工艺调节密纹网孔尺寸，在降解印染废水的同时起到过滤作用，提高了非晶合金材料在处理工业废水上的应用潜力。
权利要求书
1.一种用于处理印染废水的非晶合金密纹网，其特征在于，构成该非晶合金密纹网由铁基非晶合金丝制得;所述非晶合金密纹网可用于印染废水的脱色处理，其网格孔隙在印染废水脱色处理的同时可以起到过滤作用。
2.根据权利要求1所述的非晶合金密纹网，其特征在于，所述非晶合金的具体成分为Fe-B，Fe-Si-B、Fe-Si-B-P和具有高降解性能的Fe基非晶合金，其中，铁元素的原子百分比在60~85%。
3.根据权利要求1所述的非晶合金密纹网，其特征在于，所述铁基非晶合金丝直径在20~100 μm范围，长度>20 cm，且具有良好的弯曲韧性。
4.根据权利要求1所述的非晶合金密纹网，其特征在于，所述密纹网的孔径通过控制非晶合金丝直径和编制工艺来调控，孔径范围为5~150 μm。
5.根据权利要求1所述的非晶合金密纹网，其特征在于，所述非晶合金密纹网在处理印染废水过程中回收简单，能够多次循环利用。
6.一种用于印染废水处理的非晶合金密纹网的制备方法，基于上述权利要求1-5之一所述的非晶合金密纹网，其特征在于，所述制备方法主要包括以下步骤：1)选择具有一定玻璃形成能力的非晶合金成分，采用真空甩丝法制备得到非晶合金丝;2)通过编织工艺将非晶合金丝编制成非晶合金密纹网。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中所采用的真空甩丝法的具体参数为：抽真空度到1~3×10-3 Pa，然后充入压力为0.04~0.07 MPa高纯氩气保护气体;调节电流控制熔融温度为1200~1500 ℃;铜辊表面线速度为30~60 m/s;熔体冷却速度为104~106 K/s。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中所采用的编制工艺包括平纹编织法、斜纹编织法和反向编织法。
说明书
一种用于处理印染废水的非晶合金密纹网及其制备方法
技术领域
本发明涉及非晶合金及其应用技术领域，特别涉及一种用于处理印染废水的非晶合金密纹网及其制备方法。
背景技术
印染废水作为高浓度的有机废水以其成分复杂、色度深、水质变化大、可生化性差等特点成为较难处理的污染废水之一，大量的纺织染料被作为印染废水直接排放到地表和地下水中，没有得到有效降解，对环境和人类健康造成严重的威胁，因此开发有效降解材料或方法处理废水中的有机染料成为环境治理的重要任务之一。目前，印染废水的处理技术主要包括物理吸附法、生物降解法和化学氧化法等，各种脱色方法从经济性、技术性、对环境影响和实用性考虑都有一定的缺陷，例如物理吸附法是较传统的物理过程，其将染料分离却不能降解，一般只适用于浓度较低印染废水。生物降解法通常用来降解特殊的有毒的偶氮染料，适用范围较窄，而且对废水的酸碱度有特定要求。化学氧化法的降解效果则主要取决于催化材料的选择，而且需要消耗大量的化学试剂。
零价铁作为一种新型的催化剂在工业废水处理中有重要应用，它可以去除废水中部分难降解物质，大幅度降低印染废水色度，提高印染废水可生化性。零价铁法操作方便，处理成本低，适用范围广，因此备受关注。然而零价铁法在处理废水时在一定的pH范围内才能起到明显作用，且降解反应缓慢，另外还原铁粉或铁屑在废水中的锈蚀消耗使得成本升高，同时铁屑的回收也困难，这都限制了该方法的广泛应用。铁基非晶合金作为一种新型功能材料用于印染污水处理是近年的研究新方向，这主要源于非晶合金独特的原子结构和特殊的物理化学性质。一方面非晶合金处于亚稳态，组份原子保持在远离平衡状态的位置，其在热力学上能量高于对应的晶态合金，表现出很高的化学活性;另一方面，非晶合金纳米尺度的均匀微观组织和不存在晶界等特点，使其具备优良的耐腐蚀性能。因此铁基非晶合金表现出相对零价晶态铁粉更为优异的降解效率，其展示出的优异的印染废水脱色能力在工程应用具有很大的潜力。
目前有关非晶合金对印染废水的脱色研究主要集中在Fe-B，Fe-Si-B和Fe-Si-B-P等铁基非晶合金体系对有机染料的降解，一般选用的材质为快淬非晶合金薄带或者球磨/雾化非晶合金粉，这些材料都表现出了很强的快速降解有机染料的能力，然而他们仍然存在着一些缺陷和不足：对于铁基非晶合金薄带，其比表面积相对较小，同时非晶合金薄带在降解搅拌过程容易发生缠绕，不利于回收和二次利用;对于铁基非晶合金粉，虽然其比表面积大，活性高，降解能力强，但是其降解后不易回收，沉淀的粉末需要经过过滤处理等操作，这也是目前铁基非晶合金材料处理印染废水主要问题。因此，提供一种具有高降解效率，可重复利用的新型非晶合金材料对于印染废水的处理领域具有重要的实际应用价值。
发明内容
本发明的目的在于克服目前传统铁基非晶合金材料降解性能的不足、回收利用率低等问题，提供一种用于印染废水处理的非晶合金密纹网及其制备方法。该非晶合金密纹网在印染废水处理过程中表现出相对非晶合金条带或粉体材料更为优异的降解效率和回收利用率，同时在降解的过程中还能起到过滤作用。
本发明的技术方案如下：
一种用于印染废水处理的非晶合金密纹网，构成该非晶合金密纹网由铁基非晶合金丝制得;所述非晶合金密纹网可用于印染废水的脱色处理，其网格孔隙在印染废水脱色处理的同时可以起到过滤作用。
进一步地，所述非晶合金的具体成分为Fe-B，Fe-Si-B、Fe-Si-B-P和具有高降解性能的Fe基非晶合金，其中，铁元素的原子百分比在60~85%。
进一步地，所述铁基非晶合金直径在20~100 μm范围，长度>20 cm，且具有良好的弯曲韧性。
进一步地，所述密纹网的孔径通过控制非晶合金丝直径和编制工艺来调控，孔径范围为5~150 μm。
进一步地，所述非晶合金密纹网在处理印染废水过程中回收简单，能够多次循环利用。
进一步地，一种用于印染废水处理的非晶合金密纹网的制备方法，所述制备方法主要包括以下步骤：1)选择具有一定玻璃形成能力的非晶合金成分，采用真空甩丝法制备得到非晶合金丝;2)通过编织工艺将非晶合金丝编制成非晶合金密纹网。
进一步地，所述步骤1)中所采用的真空甩丝法的具体参数为：抽真空度到1~3×10-3 Pa，然后充入压力为0.04~0.07 MPa高纯氩气保护气体;调节电流控制熔融温度为1200~1500 ℃;铜辊表面线速度为30~60 m/s;熔体冷却速度为104~106 K/s。
进一步地，所述步骤2)中所采用的编制工艺包括平纹编织法、斜纹编织法和反向编织法。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明所述的非晶合金密纹网的制备方法简单，易于操作，适合大规模生产。
(2)本发明提出的将非晶合金丝编织成密纹网结构，其具有均匀的网络孔隙，孔径大小可控。相对于传统的铁基非晶条带，本发明的铁基非晶合金密纹网结构具有更高的比表面积，降解效率可提升2倍以上。
(3)本发明所述的非晶合金密纹网在印染废水的脱色处理过程中，可以克服传统非晶合金条带在降解搅拌时容易发生缠绕，不利于回收和二次利用以及非晶合金粉体材料在降解后不易回收、容易形成二次污染、需要进行过滤操作等缺陷，表现出更高的环保和节能性。
(4)本发明所述的非晶合金密纹网在印染废水的脱色处理的同时可以起到过滤作用，可显著扩展非晶合金材料在印染废水处理领域的工程应用范围。