[发明专利]一种用于废水中重金属回收的碳/碳复合材料

说明书

本发明提供一种废水中重金属回收材料，尤其是指一种经过处理加工的具有高导电性、高比表面积、细密孔隙的碳/碳纤维复合材料。把碳纤维浸入到纳米碳颗粒或碳纳米管与有机溶剂及分散剂搅拌形成的悬浊液内，再在无氧高温下进行碳化，形成了一种碳/碳复合材料，并用于水或废水中重金属回收处理。

技术领域

本发明是有关一种废水中重金属回收材料，尤其是指一种经过处理加工的具有高导电性、高比表面积、细密孔隙的碳/碳纤维复合材料。

背景技术

电镀企业、金属加工企业、矿山冶炼等众多行业可产生大量含重金属离子废水，随着环境排放要求的提高，对含重金属离子废水的处理技术也有更高要求。

目前废水中重金属的处理方法有加碱沉淀、离子交换树脂、电解、电渗析及反渗透膜等方法。加碱的材料包括石灰、氢氧化钠等，碱与重金属离子生产沉淀得到去除，此方法只能粗略地去除水中重金属离子，并会产生大量的含重金属危险固体废弃物，极大地增加了处理成本，并且水质不能达到国家规定的排放标准。电解法一般采用钢板或钢桶材料作为阴阳极，电积重金属离子使其附着在阴极板上，但处理效率不高。如果采用离子交换树脂、电渗析或反渗透膜等材料成本高，操作相对复杂。因而，开发一种新型材料来处理及回收废水中重金属，为市场急需。

本发明为一种碳/碳纤维复合材料，是在一种碳纤维上进行表面处理，使其有更高的导电性、高比表面积、致密孔隙，可把铜、金、银等金属离子在废液中的浓度降低到1-10ppm范围内或以下。并且应用成本显著低于离子交换树脂、电渗析膜及反渗透膜，可处理的重金属包括：铜、锡、金、银、镉、铬、铂、铟、锇、铷、钌、钴、铅、锌、钨、钯、和铑等。并可以回收金属增加效益。

发明内容

本发明提供一种碳/碳纤维复合材料。其制法包括：纳米级碳颗粒或碳纳米管，倒入液体有机聚合物内，并加入一定量分散剂，搅拌均匀。将碳纤维材料浸入此纳米碳有机溶剂内，使碳纤维表面及内部附上大量碳纳米颗粒或碳纳米管。然后将此材料在隔绝氧气条件下，加热到500摄氏度以上，使有机聚合物碳化，并与原来的碳纤维及加入的碳纳米颗粒形成一体材料。以此方法可大幅度增加碳纤维的比表面积、导电率及致密的孔隙率，可用做废水中重金属回收材料。

附图说明

图1是一种废水中重金属回收材料，尤其是指一种经过处理加工的具有高导电性、高比表面积、细密孔隙的碳/碳纤维复合材料的产生过程。把碳纤维浸入到纳米碳颗粒或碳纳米管与有机溶剂及分散剂搅拌形成的悬浊液内，再在无氧高温下进行碳化，形成了一种碳/碳复合材料，并用于水或废水中重金属回收处理。

具体实施方式

将500mg碳纳米管(长度约为100nm)粉末加入到800mg树脂液体中搅拌半个小时。树脂可为热塑性树脂，也可为热固性树脂，比如可为环氧树脂。分散剂为表面活性剂，比如磺化蓖麻油。将0.1平方米的碳纤维材料浸入此加了碳纳米管的树脂中。碳纤维材料即可为纺织布碳纤维也可为纺织毡碳纤维。将此碳纤维提出，并在空气中干燥24小时。然后在通氮气马弗炉中加热到500摄氏度以上，并持续3小时。可得到高比表面积、高导电率级致密孔隙的碳/碳复合纤维材料。将此材料应用到废水中重金属电解装置中，可以使电镀废水中铜离子含量由100ppm降低到1ppm。铜等重金属以单质形态附着在碳纤维上，并可回收。