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专利号: 2024114460061
申请人: 山东理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-11-19
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种含重金属的氨氮废水的处理方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将尿素进行一次焙烧后,再加入过氧化氢进行二次焙烧,得到C3N4纳米片;利用改性剂对C3N4纳米片进行改性,改性后固液分离,将得到的固体进行煅烧制得改性C3N4纳米片;

将成形剂和改性C3N4纳米片加入到极性有机溶剂中共混,经成形、刮膜、凝固制得光催化阳离子交换膜;

(2)将光催化阳离子交换膜放置于电解槽中间,分成阴极室和阳极室,含重金属的氨氮废水置于阳极室,硫酸置于阴极室,利用光源照射光催化阳离子交换膜催化氨氮降解,同时使得与氨氮络合的重金属离子变为游离的重金属离子;重金属离子穿过光催化阳离子交换膜后,通过电解,其在阴极被还原,得到金属单质;

改性剂为煤矸石与硫酸的混合物,煤矸石、硫酸和C3N4纳米片的配比比例为(1‑2):(1‑

5):1;其中煤矸石和C3N4纳米片以g计,硫酸以mL计。

2.根据权利要求1所述的含重金属的氨氮废水的处理方法,其特征在于,一次焙烧温度为350‑700℃,一次焙烧时间为1.0‑7.0h,一次焙烧升温速率为5‑12℃/min。

3.根据权利要求1所述的含重金属的氨氮废水的处理方法,其特征在于,二次焙烧温度为450‑650℃,二次焙烧时间为2.5‑4.5h,二次焙烧升温速率为5‑12℃/min。

4.根据权利要求1所述的含重金属的氨氮废水的处理方法,其特征在于,尿素与过氧化氢的配比比例为20:(2‑3),尿素以g计,过氧化氢以mL计;过氧化氢的质量分数为3‑10wt%。

5.根据权利要求1所述的含重金属的氨氮废水的处理方法,其特征在于,硫酸的摩尔浓度为0.5‑1mol/L。

6.根据权利要求5所述的含重金属的氨氮废水的处理方法,其特征在于,改性温度为

40‑90℃,改性时间为30‑180min。

7.根据权利要求1所述的含重金属的氨氮废水的处理方法,其特征在于,煅烧温度为

500‑550℃,煅烧时间为1.5‑3h。

8.根据权利要求1所述的含重金属的氨氮废水的处理方法,其特征在于,成形剂为聚偏二氟乙烯和聚乙二醇;聚偏二氟乙烯、聚乙二醇、改性C3N4纳米片和极性有机溶剂的配比比例为(10‑20):(2‑5):(0.1‑0.3):100,其中聚偏二氟乙烯、聚乙二醇和改性C3N4纳米片以g计,极性有机溶剂以mL计;极性有机溶剂为乙腈、二甲基亚砜、N‑甲基吡咯烷酮或N,N‑二甲基甲酰胺中的一种。

9.根据权利要求1所述的含重金属的氨氮废水的处理方法,其特征在于,共混温度为

50‑90℃,共混搅拌速率为260‑400r/min,共混时间为4‑7h。

10.根据权利要求1所述的含重金属的氨氮废水的处理方法,其特征在于,光源的光强2

为 5700‑5740μW/cm;电解槽电压为1‑4V;电解槽内维持搅拌,搅拌速率为100‑400r/min。