[发明专利]一种钯改性的碳布用于电化学高值化回收废水中三价锑的方法

说明书

一种钯改性的碳布用于电化学高值化回收废水中三价锑的方法，涉及一种电化学高值化回收废水中三价锑的方法。本发明是要解决现有的去除锑的方法耗能高、成本高，无法对锑进行分离和回收的技术问题。本发明通过使用电化学工作站对纯碳布进行钯改性处理得到钯改性碳布，再通过电解将废水中的三价锑还原为锑单质。本发明通过电沉积工艺将普通碳布变成钯改性碳布，然后在电化学还原的作用下实现了对废水中三价锑的高值化回收。

技术领域

本发明涉及一种电化学高值化回收废水中三价锑的方法。

背景技术

锑(Sb)是全球性污染物，是一种国际上最为关注的有毒重金属元素，具有环境毒性和致癌性。锑在工业生产中被广泛应用，约有60％用于生产阻燃剂，锑的氧化物三氧化二锑用于制造耐火材料，20％的用于制造电池中的合金材料、滑动轴承和焊接剂，在铅酸电池中加入锑可以改变电极性质，减少放电时副产物氢气的生成，锑还可以用作生产的催化剂和稳定剂。但锑和绝大多数的含锑化合物都有毒性，且三价锑的毒性比五价锑的毒性更强，对于人体的危害也更为严重。锑的作用机理是抑制酶的活性，小剂量的锑会引起头疼、眩晕和抑郁，而大剂量的锑则会引起剧烈而频繁的呕吐，甚至死亡。在我国，《中华人民共和国国家标准污水综合排放标准》中锑被列为第一类污染物，最高允许排放浓度为0.1mg/L。但在现实生活中，较多的工厂由于很多方面的原因，并不能够按照标准来排放工业废水，导致工业废水中锑的含量高于国家标准，因此我们需要对工业废水中的锑进行回收，以减少锑及其化合物对人体及环境的危害。

目前，人们大多数采用以其他电导材料为电极，通过电絮凝、电沉积的方法来去除锑的污染物，虽然这些方法对于废水中的锑污染物有较好的处理效果，但是耗能高、成本高，无法对锑进行分离和回收。原子氢是一个具有很强再导能力的氢原子，钯具有吸附原子氢的特殊能力，在生成反应性原子氢方面具有很高的催化效率，因此被认为是一种很有前途的电化学还原催化剂。故可以利用钯的这一特性对废水中的三价锑进行回收，并解决对回收后的锑进行高值化的问题。目前用钯改性电极材料多用于阴极有机物还原脱卤，但是钯改性电极材料在金属还原回收方面还未有应用。

发明内容

本发明是要解决现有的去除锑的方法耗能高、成本高，无法对锑进行分离和回收的技术问题，而提供一种钯改性的碳布用于电化学高值化回收废水中三价锑的方法。

本发明的钯改性的碳布用于电化学高值化回收废水中三价锑的方法是按以下步骤进行的：

一、在电化学工作站中，以Pt电极为对电极，清洗过的碳布电极为工作电极，Ag/AgCl 电极为参比电极，电解液为pH为3～3.5且浓度为0.05mmol/L～0.06mmol/L的PdCl₂水溶液，设置电极的工作电压为-1.2V～-1V，电化学工作站的工作时间为180s～200s，通过电解得到钯改性碳布电极；

二、将含有三价锑的待处理废水通入电化学工作站的电解池中，以Pt电极为对电极，钯改性碳布电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，调节电解池中待处理废水的pH为1～9，设置电极的工作电压为-0.8～-1.2V，电化学工作站的工作时间为60min～65min，即可完成对废水的处理，在工作电极上得到单质锑。

本发明通过使用电化学工作站对纯碳布进行钯改性处理得到钯改性碳布，再通过电解将废水中的三价锑在阴极电化学还原成锑单质。本发明通过电沉积工艺将普通碳布变成钯改性碳布，然后在电化学还原的作用下实现了对废水中三价锑的高值化回收，本发明在 60min内可以除去溶液中90％以上三价锑，去除率最高可以达到94.61％。

本发明具有以下优点和积极意义：

(1)本发明使用的电化学电沉积技术改性碳布具有操作灵活、不易产生二次污染的特点，适用于导电材料的改性处理；

(2)本发明通过简单电沉积技术改性碳布，在外加电压的情况下，实现了三价Sb的快速去除和高效回收，这对水体污染物三价Sb的去除以及回收有重要的意义；