[发明专利]零价金属多孔复合结构、制备方法及在废水处理中的应用

说明书

本发明提供一种零价金属多孔复合结构、制备方法及在废水处理中的应用，所述零价金属多孔复合结构包括零价金属粉屑及多孔结构骨架，所述零价磁性金属粉屑通过磁力作用吸附在所述多孔结构骨架上。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，特别是涉及一种零价金属多孔复合结构、制备方法及在废水处理中的应用。

背景技术

我国是印染业大国，印染工艺耗水量巨大，其排放的废水约占工业废水的20％。而偶氮染料是印染工艺中应用最为广泛的一类染料，使用量约占合成染料的80％。偶氮染料作为印染废水中的主要污染物，其分子结构中含有一个或者多个偶氮双键(-N＝N-)，其化学性质比较稳定，难以在自然环境中降解，由于其有色性和生物毒性，大量偶氮染料废水的排放对水体生态和人类健康造成了严重的威胁。因此，降解染料废水是工业废水治理的一个重要课题之一。

降解偶氮染料废水的首要问题是破坏染料分子当中起发色作用的偶氮键。目前，工业上主要采用还原法降解偶氮染料，零价金属可以提供打断偶氮键所需要的电子。在零价金属中，零价铁因其廉价的优势以及氧化产物对环境友好的特性备受人们关注。

最早在1964年，零价铁被用于有机废水的脱氮。研究人员通过多种手段利用零价铁的还原活性，主要包括以下几种形式：机械方式，例如切削或研磨得到的铁屑/铁粉；化学法合成的纳米铁、零价铁双金属、铁基非晶合金以及纳米多孔零价铁等。但是由于零价金属材料与水溶液之间具有巨大的密度差异(铁和铁基非晶的密度均大于7g/cm³)，因此就算在外力搅拌下，零价金属仍难以与溶液充分混合，其参与反应的表面积远小于其理论表面积，利用率较低。

发明内容

基于此，有必要针对零价金属参与反应的比表面积小、利用率低的问题，提供一种零价金属多孔复合结构、制备方法及在废水处理中的应用。

本发明提供一种用于废水处理的零价金属多孔复合结构，包括零价金属粉屑及多孔结构骨架，所述零价金属粉屑通过磁力作用吸附在所述多孔结构骨架上。

在其中一实施例中，所述零价金属多孔复合结构还包括提供磁场的磁体，所述磁体吸附在所述多孔结构骨架上使所述多孔结构骨架磁化。

在其中一实施例中，所述多孔结构骨架为提供磁场的磁体。

在其中一实施例中，所述多孔结构骨架为泡沫金属或合金，或者由金属丝或合金丝编织成的二维或三维网络结构。

在其中一实施例中，所述零价金属粉屑的形态为碎屑和粉末中的至少一种，材料为铁、晶态铁合金和铁基非晶合金中的至少一种。

在其中一实施例中，所述零价金属多孔复合结构整体为多孔结构。

在其中一实施例中，所述零价金属粉屑以相互搭接的方式吸附在所述多孔结构骨架上，在所述多孔结构骨架的外表面形成放射状结构。

在其中一实施例中，所述零价金属多孔复合结构的外围尺寸大于所述多孔结构骨架的外围尺寸，优选的，所述零价金属多孔复合结构的外围尺寸为所述多孔结构骨架的外围尺寸的1.5～3倍。

在其中一实施例中，所述零价金属粉屑与所述多孔结构骨架之间存在电位差。

本发明还提供一种所述的零价金属多孔复合结构的制备方法，包括以下步骤：

提供所述零价金属粉屑和所述多孔结构骨架；

将所述零价金属粉屑通过磁力作用吸附在所述多孔结构骨架上。

在其中一个实施例中，所述将所述零价金属粉屑通过磁力作用吸附在所述多孔结构骨架上的步骤包括：

将所述零价金属粉屑与非磁性材料粉屑均匀混合；

将均匀混合的所述零价金属粉屑与所述非磁性材料粉屑填充在所述多孔结构骨架的孔隙中；