【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及非均相电芬顿处理印染，特别涉及一种复合电极材料、复合电极，还涉及一种复合电极材料和复合电极的制备方法。
技术介绍
1、有机染料在皮革造纸业、服装制造业、塑料加工业等领域得到广泛使用。由于染料分子具有稳定性，不易降解，在环境中具有高持久性，因此对人类、水生动物、自然环境具有一定的危害。对于有机染料废水的处理方法有物理法、化学法、生物法。其中，物理法中最常见处理方法为吸附法，吸附法是通过使用大量吸附剂进行处理，然而吸附剂再生性能差，这极大地增加了对有机染料废水的处理成本。生物法通过生物菌体的絮凝、吸附和生物的降解作用对废水中发色物质分离、降解，但由于生物菌体处理的能力有限，处理后的染料废水很难达到排放标准，需要与其他工艺进行组合处理，增加了操作的复杂程度。
2、而化学法中的高级氧化工艺(aops)由于其去除难降解性有机污染物的效率高而被广泛应用。高级氧化工艺(aops)中电芬顿技术因其高效、试剂无毒(环保)、短时间内总有机化合物矿化能力强、反应条件温和、操作简单等优点越来越受到废水处理的重视。电芬顿技术通过电解水原位生成h2o2并与溶液中的二价铁离子反应生成具有强氧化性的羟基自由基来达到去除水中污染物的目的。在电流的作用下，在阴极原位生成h2o2与二价铁离子反应生成羟基自由基，溶液中的有机物质被氧化成二氧化碳和水，同时由于反应过程中ph的增加，也会产生氢氧化铁等沉淀物。该处理过程中，溶液的酸碱性(ph值)对有机物去除有很大的影响。废水的ph大于3时，铁离子易被氧化形成fe(0h)3沉淀，电芬顿反应不能顺利进
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供了一种复合电极材料以及复合电极，同时，本专利技术还公开了一种复合电极材料和复合电极的制备方法，解决了上述背景中电芬顿反应中电极材料中的铁易被氧化形成无法回收的沉淀，影响电芬顿反应的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、本专利技术公开了一种复合电极材料，所述复合电极材料包括载体和附着在所述载体上的纳米零价铁；
4、所述载体为污泥基生物炭。
5、进一步的，所述复合电极材料中，铁元素和碳元素的摩尔比为1:1.4～9.8；
6、优选地，所述污泥基生物炭通过水处理剩余污泥热解得到。
7、进一步的，所述方法至少包括以下步骤：
8、将污泥基生物炭与含有铁源的溶液，在保护气氛下混合，得到混合物a；
9、对所述混合物a进行还原，得到混合物b；
10、对所述混合物b进行干燥，得到所述复合电极材料。
11、进一步的，所述污泥基生物炭与铁源的质量比为0.3～2.1:1；
12、所述铁源选自硫酸亚铁或氯化铁；
13、所述含有铁源的溶液的浓度为0.07～0.08mol·l-1；
14、进一步的，对所述混合物a进行还原，包括：
15、在所述混合物a中加入含有还原剂的溶液，在保护气氛下，进行还原反应；
16、所述含有还原剂的溶液的加入量为0.03～0.05l；
17、所述还原剂选自硼氢化钠或硼氢化钾；
18、所述还原反应的时间为1.8～2.2h；
19、优选地，所述干燥温度为58～62℃。
20、本专利技术还公开了一种复合电极，包括电极基体和附着在所述电极基体上物质；
21、所述物质至少包括权利要求1或2所述复合电极材料、权利要求3-4任一项所述方法制备得到的复合电极材料中的任意一种。
22、进一步的，所述电极基体选自泡沫镍、碳毡、石墨毡和碳布中的任意一种；
23、所述电极材料还包括导电剂和粘结剂；
24、所述导电剂选自导电炭黑或乙炔黑；
25、所述粘结剂选自聚四氟乙烯或聚偏二氟乙烯；
26、所述电极材料中复合电极材料、导电剂和粘结剂的质量比为7.8～8.2：1:1。
27、基于上述制备的复合电极本专利技术还公开了一种印染废水的处理方法，至少包括以下步骤：
28、对印染废水进行电芬顿处理，其中，所述阴极采用上述制备得到的复合电极。
29、进一步的，所述电芬顿处理过程中，调节印染废水的ph为3～9；优选地调节印染废水的ph为3～6；
30、控制通入电流密度为50～150ma。
31、进一步的，所述方法还包括，在电芬顿处理过程中进行曝气操作。
32、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
33、1.本专利技术所公开的复合电极材料是将纳米零价铁负载至污泥基生物炭上，即通过纳米零价铁负载至污泥基生物炭形成污泥基生物炭负载纳米零价铁(nzvi/sbc)电极材料，将其用于污水处理的电芬顿反应，反应结束后可将铁离子进行回收，避免了铁离子的浪费。
34、2.本专利技术所公开的复合电极材料的主要原材料为污水处理厂的污泥，该方法削弱了污泥对环境会造成二次污染，且通过将污泥制作成复合电极的方法将其进行资源化利用，这样达到了“以废治废”的效果。
35、3.本专利技术制备的复合电极解决了纳米零价铁在水中容易聚集的问题，且该复合电极用作于电芬顿反应中，其不仅仅作为阴极，还为电芬顿反应提供铁源，解决了废水ph对电芬顿反应体系的限制，使得电芬顿反应中废水ph的适用范围扩大；同时，复合电极可以进行循环使用，降低印染废水处理的成本。
36、4.本专利技术制备的复合电极在不同ph的印染废水中的污染物具有良好的降解效果，特别是在ph为3-5时对亚甲基蓝的降解率均为98％以上，在中性和碱性条件下对亚甲基蓝的降解率高于70％，且同一时间段，同一个复合电极循环使用多次，其对不同ph的印染废水中的污染物的降解率几乎不发生变化，进而拥有稳定的降解能力，增加了电芬顿处理对印染废水处理的可靠性。
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1.一种复合电极材料，其特征在于，所述复合电极材料包括载体和附着在所述载体上的纳米零价铁；
2.根据权利要求1所述的复合电极材料，其特征在于，所述复合电极材料中，铁元素和碳元素的摩尔比为1:1.4～9.8；
3.权利要求1或2所述复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述污泥基生物炭与铁源的质量比为0.3～2.1:1；
5.根据权利要求3所述的复合电极材料的制备方法，其特征在于，对所述混合物A进行还原，包括：
6.一种复合电极，其特征在于，包括电极基体和附着在所述电极基体上物质；
7.根据权利要求6所述的复合电极，其特征在于，所述电极基体选自泡沫镍、碳毡、石墨毡和碳布中的任意一种；
8.一种印染废水的处理方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述印染废水的处理方法，其特征在于，所述电芬顿处理过程中，调节印染废水的pH为3～9；优选地调节印染废水的pH为3～6；
10.根据
...【技术特征摘要】
1.一种复合电极材料，其特征在于，所述复合电极材料包括载体和附着在所述载体上的纳米零价铁；
2.根据权利要求1所述的复合电极材料，其特征在于，所述复合电极材料中，铁元素和碳元素的摩尔比为1:1.4～9.8；
3.权利要求1或2所述复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的复合电极材料的制备方法，其特征在于，所述污泥基生物炭与铁源的质量比为0.3～2.1:1；
5.根据权利要求3所述的复合电极材料的制备方法，其特征在于，对所述混合物a进行还原，包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯民权，鲁瑶，王毅博，刘子萌，侯梓良，赵直，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：
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