[发明专利]一种非均相纳米铜催化剂及其制备方法和应用

说明书

本申请属于印制电路板回收技术领域，尤其涉及一种非均相纳米铜催化剂及其制备方法和应用。本申请提供了一种非均相纳米铜催化剂，包括：将络合铜废水与吸附载体混合，然后除去络合铜废水的溶剂，得到混合物；在保护气体条件下，将混合物煅烧，制得非均相纳米铜催化剂。本申请利用缺陷位较多的活性炭吸附PCB络合废水难以去除的铜络合物，通过去除络合废水中溶剂后，在高温煅烧条件下将吸附铜络合物后的活性炭转化为非均相铜催化剂。本申请极大程度上降低了传统处理PCB络合废水方法中需要的高昂费用，解决了PCB络合废水中铜的回收以及氨氮的治理，在处理废液的同时制备了高附加值的产品，变废为宝，节约资源，为企业降低成本并创收。

技术领域

本申请属于印制电路板回收的技术领域，尤其涉及一种非均相纳米铜催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着信息时代的来临，电子工业和信息产业逐步发展，相关电子产业已成为我国重要的支柱产业之一，与之息息相关的印制电路板PCB(Printed CircuitBoard)行业也随之突飞猛进。据中国印制电路行业协会(CPCA)调查结果显示，目前我国PCB专业生产厂家以超过2000家，2011年我国PCB年产量就已达到1.98亿m²，PCB行业产值由2004年预估值79.6亿美元增加到2018年327亿美元，预计2023年将达到406亿美元产值，我国已成为印制电路板生产大国，并形成了以印制电路板为核心的系列产业链。

PCB的生产工序达到20多道，大多数工序产生废液，其中蚀刻废液是其生产过程中的主要废液。铜蚀刻废液中铜的含量为110～160g/L，超过国家排放标准的11万倍以上；碱性蚀刻废液中氨氮含量为90～120g/L，超过国家二级废液排放标准3600倍以上。生成十万平方米双面板(每面铜箔厚度为35μm)，则蚀刻废液中铜含量达到4.5万公斤左右，若此废液不经处理，不仅造成了严重的浪费，更污染了环境，不符合可持续发展的理念。铜蚀刻废水中铜的存在形式以络合铜为主，其络合剂有氨、EDTA(乙二胺四乙酸)、柠檬酸和酒石酸等，由于铜与络合剂形成的络合物稳定常数小于Cu(OH)₂的溶度积常数，如果采用普通沉淀方法(例如加碱沉淀铜)的工艺处理效果不佳，且出水中的铜离子很难达标(0.5mg/L)，常需要进行破络处理后，方才能使络合铜中释放离子态铜，后经混凝沉淀方可除去废液中的铜。常见的破络方法包括：Na₂S法、重金属捕集剂法、氧化剂破络法、铁盐“屏蔽”法和生化法。虽然破络方法较多，但无可避免的是需要向络合废水中加入额外试剂，部分试剂价格高昂，部分试剂易造成二次污染，此类问题无疑增加了废液处理成本。为实现资源的循环利用，最合理的方式为将络合废水变为具有附加值的产品循环使用或者售卖。

综上所述，现有的印制电路板处理废液过程中存在难以回收络合铜，以及氨氮治理不达标的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种非均相纳米铜催化剂及其制备方法和应用，有效解决现有的处理印制电路板废液过程中存在难以回收络合铜，以及氨氮治理不达标的技术问题。

本申请第一方面提供了一种非均相纳米铜催化剂，其特征在于，包括：

步骤1、将络合铜废水与吸附载体混合，然后调节所述络合铜废水的pH值至6～7，得到混合液；

步骤2、除去所述混合液的溶剂，干燥后得到混合物；

步骤3、在保护气体条件下，将所述混合物煅烧，制得非均相纳米铜催化剂。

具体的，本申请的络合铜废水无需制备，来源于PCB双面板制作流程中“沉铜”以及“逆流清洗”等工序所产生的络合铜废水。

另一实施例中，所述吸附载体选自活性炭、金属氢氧化物、分子筛和离子液体中的一种或多种。

另一实施例中，所述吸附载体选自活性炭。