一种耦合法处理含重金属离子和有机污染物废水的方法技术

本发明专利技术公开了一种耦合法处理含重金属离子和有机污染物废水的方法，属于废水处理技术领域，该方法包括如下步骤：将敏化剂耦合在半导体薄膜表面形成阳极，将金属材料制备阴极；阳极与阴极之间通过导线连接，将阳极与阴极分别放置在电极区的阳极区与阴极区内；光源对阳极进行照射，阳极表面的敏化剂产生电子传送至阴极，重金属离子获得电子还原成单质附着在阴极表面，敏化剂失去电子后能氧化废水中的有机物。本发明专利技术中的方法在光照条件下即可对废水中的有机物以及重金属离子进行处理，使用方便，本发明专利技术中的方法在阳极与阴极之间还可以连接电源，提高了电子的产生量，进一步增强了阴极重金属离子的处理程度，从而保障了处理效果。从而保障了处理效果。

【技术实现步骤摘要】
一种耦合法处理含重金属离子和有机污染物废水的方法


[0001]本专利技术属于处理含重金属离子以及有机物废水的
，具体是一种采用耦合法对上述废水进行处理的方法。

技术介绍

[0002]目前，针对重金属离子以及有机物废水进行处理时，可以采用了碳材料的吸附性能进行处理，碳材料由于具有较多的孔隙结构，当碳材料位于上述废水中，其孔隙能够有效地吸附上述废水中的有机物和重金属，从而达到处理废水的目的。
[0003]现有技术中，中国专利申请号为2018116427452的专利文献公开了一种耦合处理高浓度有机废水和重金属废水的方法,该方法中，利用了碳材料的孔隙对废水进行处理，并且上述方法还对碳材料进行热解处理，从而将吸附在孔隙中的污染物排出，使得碳材料活化，便于碳材料的循环利用，保障了废水的处理效果。但是，上述方法在使用过程中还存在以下缺陷：
[0004]上述方法处理废水时通过多孔的碳材料进行处理，处理后还需要对碳材料进行裂解以达到活化目的，才能实现碳材料的循环利用，在使用时比较繁琐，工序较多，从而给操作人员增加了工作量，在使用中存在一定的不便。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种主题，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种耦合法处理含重金属离子和有机污染物废水的方法，包括如下步骤：
[0008]将敏化剂负载在半导体薄膜表面形成阳极，将导电材料制备阴极；
[0009]阳极与阴极之间通过导线连接，并且将阳极与阴极分别放置在电极区的阳极区与阴极区内；
[0010]光源对阳极进行照射，阳极表面的敏化剂产生电子传送至阴极，重金属离子获得电子还原成单质附着在阴极表面，敏化剂失去电子后能氧化废水中的有机物。
[0011]作为本专利技术再进一步的方案，上述耦合法处理含重金属离子和有机污染物废水的方法，其中：阳极与阴极之间还可以通过电源连接，电源的正极与阳极通过导线连接，电源的负极通过导线与阴极连接，电源通过对阳极与阴极进行电解提供电子，电子通过阳极走向阴极，重金属离子获得电子形成单质，阳极区失去电子氧化废水中的有机物。
[0012]作为本专利技术再进一步的方案，上述耦合法处理含重金属离子和有机污染物废水的方法，其中：所述的电极区中的阳极区与阴极区采用半透膜隔开，阳极位于所述的阳极区内并且与有机物废水接触，阴极位于阴极区内与重金属离子废水接触。
[0013]作为本专利技术再进一步的方案，上述耦合法处理含重金属离子和有机污染物废水的方法，其中：所述的半透膜为醋酸纤维素膜或芳香族聚酰胺膜中的一种或几种。
[0014]作为本专利技术再进一步的方案，上述耦合法处理含重金属离子和有机污染物废水的
方法，其中：所述的半导体薄膜为Ag/TiO2/Ti薄膜、ZnO/Ti薄膜、SnQ2/Ti薄膜和ZnO/TiQ2/Ti薄膜中的一种或几种。
[0015]作为本专利技术再进一步的方案，上述耦合法处理含重金属离子和有机污染物废水的方法，其中：所述的敏化剂为叶绿素或卟啉中的一种或几种。
[0016]作为本专利技术再进一步的方案，上述耦合法处理含重金属离子和有机污染物废水的方法，其中：所述的阴极采用铜、镍、锌中的一种金属材料制备形成。
[0017]作为本专利技术再进一步的方案，上述耦合法处理含重金属离子和有机污染物废水的方法，其中：所述的光源为日光灯、氙灯、太阳光中的一种。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0019]1、采用本专利技术中的方法，对含有重金属离子以及有机物进行处理的过程中，阳极由于敏化剂的存在，在光线照射下产生电子，电子通过导线转送至阴极，废水中的重金属离子在阴极得到电子还原成单质附着在阴极表面可以进一步回收利用，并且阳极由于失去电子具备氧化性能够氧化废水中的有机物，将有机物分解成小分子有机物以及无机物，从而能够降低废水中有机物的浓度，由于阳极与阴极的共同作用实现了降低废水中有机物以及重金属离子的浓度，从而达到废水处理的目的，上述的方法其使用过程极为简单，在日光照射下即能实现对废水的处理，从而大大降低了现有技术中对废水处理的复杂程度，简单了工序，有助于在实际应用的推广。
[0020]2、本专利技术中的方法，在阳极与阴极之间还可以连接电源的方式，因此，在阴极处不仅能够得到阳极分解有机物产生的电子，还能得到电源电解时产生的电子，因此，阴极处的电子大量增多，可以更大程度上还原废水中的重金属离子，实现了重金属离子的大幅度去除，进一步高效的处理废水，实现了废水的达标排放。
[0021]3、本专利技术中的阳极采用半导体薄膜负载敏化剂，敏化剂的种类较多，半导体的薄膜种类也较多，并且阴极采用了金属材料制成，并且电极区的隔离膜采用半透膜，因此，在处理成本上较小，实现了经济节约，并且处理效果较好，大大提高了用于废水处理的实用性。
具体实施方式
[0022]为了进一步阐述本专利技术的具体实施方式，以助于本领域技术人员理解通过本专利技术的方法对含有重金属离子和有机物废水进行处理的步骤，本专利技术具体实施方式采用如下实施例进行阐述。
[0023]实施例1
[0024]本实施例公开了一种耦合法处理含铜离子和有机污染物废水的方法，采用吸附叶绿素的Ag/TiO2/Ti薄膜作为阳极，采用金属铜作为阴极，两电极区采用醋酸纤维素膜作为隔膜材料分开，分别以含重金属离子废水和含有机污染物的废水为处理对象，在日光灯光源照射下，有机污染物在阳极表面氧化分解，铜离子在阴极表面得电子成为铜纳米颗粒被回收利用。
[0025]上述实施例中，采用吸附叶绿素的Ag/TiO2/Ti薄膜作为阳极，因此叶绿素负载在的Ag/TiO2/Ti薄膜表面，当光对叶绿素进行照射时，叶绿素产生高能电子，该电子通过阳极与阴极之间的导线传输到阴极表面，由于废水中含有重金属离子，该重金属离子为铜离子，
铜离子为正价态具备氧化性，因此，当电子位于阴极表面时，铜离子获得电子还原为单质铜吸附在阴极表面。由于叶绿素失去电子，因此，叶绿素产生氧化性，以废水中的有机物作为还原剂将有机物氧化，从而实现了有机物分解的目的。
[0026]实施例2
[0027]本实施例公开了一种耦合法处理含银离子和有机污染物废水的方法，采用吸附卟啉的ZnO/Ti薄膜作为阳极，采用金属镍作为阴极，两电极区采用醋酸纤维素膜作为隔膜材料分开，分别以含镍离子的废水和含有机污染物的废水为处理对象，在氙灯光源照射下，有机污染物在阳极表面氧化分解，银离子在阴极表面得电子成为纳米银颗粒被回收利用。
[0028]上述实施例中，采用吸附卟啉的ZnO/Ti薄膜作为阳极，因此卟啉负载在ZnO/Ti薄膜表面，当光对卟啉进行照射时，卟啉产生高能电子，该电子通过阳极与阴极之间的导线传输到阴极表面，由于废水中含有重金属离子，该重金属离子为银离子，银离子为正价态具备氧化性，因此，当电子位于阴极表面时，银离子获得电子还原为单质银吸附在阴极表面。由于卟啉失去电子，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耦合法处理含重金属离子和有机污染物废水的方法，包括如下步骤：将敏化剂负载在半导体薄膜表面形成阳极，将导电材料制备阴极；阳极与阴极之间通过导线连接，并且将阳极与阴极分别放置在电极区的阳极区与阴极区内；光源对阳极进行照射，阳极表面的敏化剂产生电子传送至阴极，重金属离子获得电子还原成单质附着在阴极表面，敏化剂失去电子后能氧化废水中的有机物。2.根据权利要求1所述的耦合法处理含重金属离子和有机污染物废水的方法，其特征在于，上述步骤中：阳极与阴极之间还可以通过电源连接，电源的正极与阳极通过导线连接，电源的负极通过导线与阴极连接，电源通过对阳极与阴极进行电解提供电子，电子通过阳极走向阴极，重金属离子获得电子形成单质，阳极区失去电子氧化废水中的有机物。3.根据权利要求1所述的耦合法处理含重金属离子和有机污染物废水的方法，其特征在于，所述的电极区中的阳极区与阴极区采用半透膜隔开，阳极位于所述的阳极区...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志兵，王娣，韦启信，王志鹏，韩毅，汪宜，刘念，
申请(专利权)人：安庆师范大学，
类型：发明
国别省市：