一种废弃电池复合零价铁材料靶向降解VOCs的应用方法技术

本发明专利技术属于废气净化处理技术领域，提供了废弃电池的一种应用。所述的应用是以废旧电池为原料去除VOCs，包括以下步骤：S1，将废弃电池进行拆解，分选出正极材料；S2，将正极材料加入硝酸中溶解，加入适量零价铁材料；磁力搅拌，反应一段时间后，离心，得到固体物质；S3,将步骤S2所得固体物质加入球磨机，球磨一段时间后得到铁铜复合材料；S4，步骤S3所得固体物质与羧甲基纤维素钠溶液混合，在转速800r/min条件下搅拌均匀，充分溶解；S5，将步骤S4所得复合材料置于喷淋设备中，羧甲基纤维素钠会在10分钟内成膜，实现对VOCs的截留或者去除。本发明专利技术对废弃电池进行拆解利用，变废为宝，降低环保压力，能够实现对VOCs的截留和同步去除。能够实现对VOCs的截留和同步去除。

【技术实现步骤摘要】
一种废弃电池复合零价铁材料靶向降解VOCs的应用方法


[0001]本专利技术属于废气净化处理
，涉及一种废弃电池复合零价铁材料靶向降解VOCs的利用方法。

技术介绍

[0002]挥发性有机物(VOCs)成分和来源复杂，自然源包括火山喷发，生物质燃烧等；人为源包括石油化工过程，化石燃料运输及应用过程。VOCs物质可以通过在不同相之间进行传递，从而对大气环境以及人体产生严重危害。
[0003]传统针对VOCs处理方法，包括冷凝法、吸收法、燃烧法以及吸附法。但是针对不同的VOCs，目前普遍使用活性炭吸附法，但是存在寿命短、更换成本高的缺点。
[0004]废电池，就是使用过而废弃的电池。科学调查表明，一颗普通电池弃入大自然后，可以污染60万升水，相当于一个人一生的用水量，而我国每年要消耗这样的电池70亿只。据了解，我国生产的电池有96％为锌锰电池和碱锰电池，其主要成份为锰、汞、锌等重金属。废电池无论在大气中还是深埋在地下，其重金属成份都会随渗液溢出，造成地下水和土壤的污染。1998年《国家危险废物名录》上定出汞、镉、锌、铅、铬为危险废弃物。近年来，随着人们对生态环境的关注，如何处理废电池已经成为一个重要而困难的课题。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种成本低、寿命长的VOCs处理方法，通过以废旧物品为原料，制备挥发性有机物处理的原料，并实现VOCs的截留和去除。
[0006]针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种利用废弃电池复合零价铁材料靶向降解VOCs的方法。
[0007]一方面，本专利技术提供了废旧电池的应用，以废旧电池为原料，用于去除VOCs。该方法首先利用废弃电池，通过拆解，分选出正极材料，酸溶后，加入零价铁材料，磁力搅拌、离心，得到固体物质。然后固体物质通过球磨机与微米铁粉混合，得到铁基复合材料。磁力搅拌离心后，去除了固体物质的剩余上清可以继续回收钴、锂等有价金属。最后，加入适量羧甲基纤维素钠与铁基复合材料混合，充分溶解。羧甲基纤维素钠会在短时间内成膜，可以实现对VOCs的截留或者去除。
[0008]优选地，使用废弃电池为原料，可以同步实现对VOCs的截留和去除。
[0009]另一方面，本专利技术提供了一种利用废弃电池复合零价铁材料靶向降解VOCs的方法，所述的方法包括以下步骤：
[0010](1)将废弃电池进行拆解，分选出正极材料，经过酸溶处理后，得到浸出液。优选地，搅拌条件为：室温下，控制固液比1:20
‑
30，时间2h。
[0011](2)将微米铁粉与步骤(1)所得正极材料混合，氩气条件下充分混合若干时间，得到铁基复合材料。
[0012](3)将步骤(2)所得复合材料与羧甲基纤维素钠溶液混合，在转速800r/min条件下
搅拌均匀，充分溶解。
[0013](4)将步骤(3)所得复合材料置于喷淋设备中，羧甲基纤维素钠会在短时间(例如10分钟内)内成膜，实现对VOCs的截留和/或者对VOCs还原去除。VOCs的来源不受限制，可以用于废水，优选地，VOCs的浓度范围50
‑
200mg/m3。
[0014]优选地，所述酸为硝酸，浓度为1.0
‑
3.0mol/L。
[0015]优选地，所述的混合使用球磨机。球磨条件为转速300
‑
500rpm，时间为1
‑
5h，例如2
‑
4小时。或者，微米铁粉与酸混合的质量比为1：1
‑
3。
[0016]优选地，步骤(2)中，微米铁粉的粒径范围是50
‑
100nm，可以与步骤(1)的粉末形成合金。
[0017]优选地，步骤(2)中，将铁基复合材料加入到1
‑
3mol/L硝酸中进行浸出、磁力搅拌、离心并得到固体物质；将所得固体物质高温下煅烧2
‑
4h,得到铁合金材料复合材料。磁力搅拌的反应时间可以是1
‑
分钟。
[0018]优选地，所述羧甲基纤维素钠的投加量为1.0
‑
2.0g。
[0019]优选地，所述VOCs包括但不限于H2S，硫醇，三氯甲烯或者三氯乙烯。
[0020]优选地，所述喷淋设备包括手持便携式和顶置喷淋式喷淋设备；手持便携式喷淋设备用于敞开式无组织VOCs处理，或者顶置喷淋式喷淋设备用于高效捕集后的集中处理。
[0021]本专利技术对废弃电池进行拆解利用，变废为宝，减少废弃电池对生态环境造成的污染和破坏。将废弃电池正极拆出混合微铁颗粒，再配合羧甲基纤维素纳会，实现对VOCs的截留，防止其进一步扩散，而复合材料中的铁具有强还原特性，可对VOCs还原去除，而且铁通过与经过处理的废弃电池正极制成的粉末形成合金，一方面减缓铁材料的团聚，另一方面强化铁的还原性能，最终实现对VOCs的截留和同步去除。
具体实施方式
[0022]本专利技术公开了一种废弃电池的使用方法，利用废弃电池复合零价铁材料靶向降解VOCs。该方法步骤为：首先利用废弃电池，通过拆解，分选出正极材料，经过酸溶处理，得到浸出液；然后将浸出液与微米铁粉在球磨机中混合，得到铁基复合材料；最后，铁基复合材料在适量羧甲基纤维素纳溶液中充分溶解，得到最终材料。本方法利用羧甲基纤维素纳会在短时间内成膜，实现对VOCs的截留，防止其进一步扩散，而复合材料中的铁具有强还原特性，可对VOCs还原去除，实现对VOCs的截留和同步去除。
[0023]下面将通过本申请的实施例对技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分优选实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动所获得的所有其他实施例，都属于本申请的保护范围。
[0024]对比例
[0025](1)将微米铁粉与羧甲基纤维素钠(1.0g)混合，在转速800r/min条件下搅拌均匀，充分溶解；备用；
[0026](2)将步骤(1)所得复合材料置于顶端喷淋设备中，采用模拟升流式反应器进行硫化氢截留反应实验，设置布气版，便于硫化氢在管道内均匀分布，在布气板上铺洒石英砂材料，便于复合材料成膜。
[0027]实施例1
[0028](1)将废弃电池进行拆解，分选出正极材料，经过热处理后，得到20
‑
50μm的粉末状物质。
[0029](2)将步骤(1)所得粉末状物质酸溶后，加入零价铁材料，磁力搅拌，反应2min，离心，得到铁铜合金，球磨2h。
[0030](3)将步骤(2)所得复合材料与羧甲基纤维素钠(1.0g)混合，在转速800r/min条件下搅拌均匀，充分溶解；备用。
[0031](4)将步骤(3)所得复合材料置于顶端喷淋设备中，采用模拟升流式反应器进行硫化氢截留反应实验，设置布气版，便于硫化氢在管道内均匀分布，在布气板上铺洒石英砂材料，便于复合材料成膜。
[0032本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.废弃电池的应用，其特征在于，以废旧电池为原料去除VOCs；所述的应用包括以下步骤：S1.将废弃电池进行拆解，分选出正极材料；S2.将正极材料加入到硝酸中进行浸出,加入零价铁材料，磁力搅拌，离心得到固体物质；S3.将步骤S2所得固体物质球磨,得到铁铜复合材料；剩余上清回收有价金属；S4.将步骤S3所得铁铜复合材料与羧甲基纤维素钠溶液混合，在转速800r/min条件下搅拌均匀，充分溶解；S5.将步骤S4所得复合材料置于喷淋设备中，羧甲基纤维素钠在短时间内成膜，实现对VOCs的截留和/或者对VOCs还原去除。2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，同步实现对VOCs的截留和去除，以及有价金属的回收；所述的有价金属包括但不限于钴、锂。3.一种利用废弃电池复合零价铁材料靶向降解VOCs的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：(1)将废弃电池进行拆解，分选出正极材料；(2)将步骤(1)所得正极材料加入到硝酸中进行溶解，加入微米铁粉，磁力搅拌、离心并得到固体物质；将所得固体物质球磨，得到铁基混合材料；(3)将步骤(2)所得铁基复合材料与羧甲基纤维素钠溶液混合，在转速800r/min条件下搅拌均匀，充分溶解；(4)将步骤(3)所得复合材料置于喷淋设备中，羧甲基纤维素钠会在短时间内成膜，实现对VOCs的截留和/或者对V...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘诺，郭耀广，庄绪宁，宋小龙，关杰，
申请(专利权)人：上海第二工业大学，
类型：发明
国别省市：