利用稀土铈掺杂钛基二氧化锰电极对印染废水进行处理的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用稀土铈掺杂钛基二氧化锰电极对印染废水进行处理的方法。其中所述电极由内层钛基体、锡锑氧化物中间层和稀土铈元素掺杂二氧化锰表面涂层构成；所述处理方法即以稀土铈掺杂钛基二氧化锰电极为阳极，钛板为阴极，电极板间距为2.5～7cm，电解质氯化钠浓度为0.1mol/L，pH为8～10，电流密度为30mA/cm2，电解时间为1～1.5h，当用制备的铈掺杂钛基二氧化锰电极对模拟的印染废水进行处理时，其废水色度去除率达到96%以上，COD去除率达到84%～91%。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料领域和废水处理
，具体涉及一种利用稀土铈掺杂钛基二氧化锰电催化电极对印染废水进行处理的方法。
技术介绍
印染工业是废水排放大户，年废水排放量占工业废水总量的1/10以上，是当前水体主要污染源之一。一直以来印染废水的处理都属于工业废水中的难点，它具有色度大、有机污染物含量高、水质变化大、成分复杂并含有生物难降解物质的特点。近年来由于印染行业开发和使用了许多新原料、新染料、新助剂，使得印染废水的处理难度加大，原有的生物处理系统COD去除率从70%下降到50%左右，甚至更低；传统的混凝法和氧化法对这类印染废水的COD去除率也仅为30%左右。生物处理法处理周期长， 混凝法和化学氧化法可能产生二次污染，而本专利技术正是针对上述问题而提出的，采用本专利技术的处理方法后，最终废水色度去除率达到96%以上，COD去除率达到84% 91%。所开发的新型电极和处理方法可望对印染废水处理具有积极的推动作用。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述的印染废水处理中所存在的处理周期长、处理效率低等问题而提供一种，它具有处理周期短、处理效率高等特点。本专利技术的技术方案一种利用铈掺杂钛基二氧化锰电极对印染废水进行处理的方法，其处理步骤如下 即电解装置阳极为稀土铈掺杂的钛基二氧化锰电极，阴极为钛板或不锈钢电极，电解质为氯化钠，浓度0. 1 mol/L,pH为8 10 ；电极板间距采用2. 5 7cm，电流密度为30mA/ cm2,电解 1 1. 5h。上述所述的稀土铈掺杂钛基二氧化锰电极其结构图如图1所示，其由内层钛基体 1、锡锑氧化物中间层2和稀土铈掺杂二氧化锰表面涂层3构成；所述的内层钛基体为纯钛板，厚度3mm;所述的锡锑氧化物中间层为SnA和Sb2O5所组成的混合物，混合物中锡和锑的摩尔比为3. 7 :1，厚度约为30 μ m;所述的稀土铈掺杂二氧化锰表面涂层中稀土铈与二氧化锰的摩尔比为1 :25 50，厚度约为100 μ m。所述的铈掺杂钛基二氧化锰电极的制备方法是钛基极板依次经过打磨、碱洗、酸洗、酸刻后，重复涂覆配制的中间层和表面层的涂液，并分别进行热分解处理。电极组成表示为 Ti/Sn02-Sb0x/MnA (Ce)。所述的铈掺杂钛基二氧化锰电极，其具体制备步骤如下(1)、钛基体的前处理纯钛板作为基体，使用200#，600#，1200#，1500#的金相砂纸对钛基体的表面依次进行打磨至光滑平整后，使用饱和氢氧化钠溶液煮沸30min进行除油处理，再用1 1硝酸+硫酸浸泡池，然后在10%草酸溶液中侵蚀约25min，待红褐色物质出现，形成麻面钛基体，最后用去离子水清洗，浸泡在无水乙醇中备用；(2)、锡锑氧化物中间层的制备称取SnCl4*5H20 0. 85g, SbCl3 0. 15g，量取浓盐酸lml，正丁醇細1配制成中间层涂液， 用毛刷将此涂液均勻地刷在步骤(1)经过前处理的麻面钛基体的表面上，烘干后在500°C 下烧结lOmin，此过程重复涂覆6次，最后在550°C下烧结30min，最终得含锡锑氧化物中间层的电极；(3 )、稀土铈掺杂二氧化锰表涂层表面涂层的制备利用50%的硝酸锰溶液和一定量的硝酸铈配制表面涂层涂液，用毛刷将涂液均勻地涂覆在步骤(2)已制备好含锡锑氧化物中间层的电极表面，在90°C下干燥lOmin，之后在 200°C下热分解5min，此过程重复涂覆30次，最后在350°C下的烧结20min，得到稀土铈掺杂钛基二氧化锰电极。本专利技术的有益效果本专利技术利用铈掺杂钛基二氧化锰电极对模拟印染废水进行处理的方法，与传统的生物处理、混凝和化学氧化等方法相比，该方法具有去除效率高、速度快、占地少、反应可控程度高和二次污染少等特点。本专利技术利用铈掺杂钛基二氧化锰电极对模拟印染废水进行处理， 随着电解时间的增加，COD去除率逐渐升高。当用制备的铈掺杂钛基二氧化锰电极对模拟的印染废水进行处理时，最终废水色度去除率达到96%以上，COD去除率优选达到84% 91%。因此本专利技术的利用铈掺杂钛基二氧化锰电极对印染废水进行处理的方法是一种快速、 有效、操作方法易普及的印染废水处理方法。附图说明图1、稀土铈掺杂钛基二氧化锰电极的结构示意2、电解时间对模拟印染废水色度和COD去除的影响图3、2种电极对模拟印染废水处理效果，图中TSM-5电极为掺杂5%铈浓度的钛基二氧化锰电极，TSM-IO电极为掺杂10%铈浓度的钛基二氧化锰电极。具体实施例方式下面通过实施例并结合附图对本专利技术进一步阐述，但并不限制本专利技术。本专利技术所用的各种仪器SXL-1208型程控箱式电炉(上海精宏试验设备有限公司)； 电热恒温鼓风干燥箱DHG-9076A型(上海精密实验设备有限公司)； SW171501SL-2A型稳压电源(上海稳压器厂)； WFJ-7200型紫外可见光光度计(上海尤尼柯仪器有限公司)； PHS-3C精密pH计(上海精密科学仪器有限公司)。本专利技术所用的各种试剂50%硝酸锰溶液(上海恒信化学试剂有限公司)； 结晶四氯化锡(国药集团化学试剂有限公司)； 三氯化锑(上海试四赫维化工有限公司)； 硝酸铈(上海埃彼化学试剂有限公司)； 亚甲基蓝(上海山浦化工有限公司)； 以上试剂均为分析纯级别。实施例1掺杂5%铈浓度的钛基二氧化锰电极(缩写为TSM-5电极)的制备，包括如下步骤 (1)、钛基体的前处理即使用200#，600#，1200#，1500#的金相砂纸对钛基体的表面依次进行打磨至光滑平整后，使用饱和氢氧化钠溶液煮沸30min进行除油处理，再用1 1硝酸+硫酸浸泡池，然后在10%草酸溶液中酸刻约25min，待红褐色物质出现，形成麻面钛基体，最后用去离子水清洗，浸泡在无水乙醇中；(2 )、锡锑氧化物中间层的制备取 SnCl4 · 5Η200· 85g，SbCl3O. 15g，HCl (36% ) lmL，正丁醇 4ml 配制成中间层涂液，用毛刷将此涂液均勻地刷在钛基体表面上，烘干后在500°C下烧结lOmin，重复涂覆6次，最后在550°C下烧结30min，便生成厚度均勻的Sn02+Sb205中间层，厚度约为30μπι; (3 )、稀土元素掺杂二氧化锰表面涂层的制备使用50wt% Mn (NO3)2溶液，按锰和铈摩尔比为50 1比例加入硝酸铈，用蒸馏水稀释配制成Imol · dm—3的表面层涂液，用毛刷将涂液均勻地涂覆在已制备好中间层的电极表面上，在90°C下干燥lOmin，然后在200°C下热分解5min，此过程重复涂覆30次，最后在350°C 下烧结20min，最终得到本专利技术的TSM-5电极，其表面涂层厚度约为ΙΟΟμπι，所得的电极呈灰黑色。实施例2掺杂10%铈浓度的钛基二氧化锰电极(缩写为TSM-IO电极)的制备，包括如下步骤(1)、钛基体的前处理(同实施例1)；(2)、锡锑氧化物中间层的制备(同实施例1)； (3 )、稀土元素掺杂二氧化锰表面涂层的制备使用50wt% Mn (NO3)2溶液，按锰和铈摩尔比为25 1比例加入硝酸铈，用蒸馏水稀释配制成Imol · dm—3的表面层涂液，用毛刷将涂液均勻地涂覆在已制备好中间层的电极表面上，在90°C下干燥lOmin，然后在200°C下热分解5min，此过程重复涂覆30次，最后在350°C 下本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种利用铈掺杂钛基二氧化锰电极对印染废水进行处理的方法，其特征在于处理步骤为：电解装置阳极为稀土铈掺杂的钛基二氧化锰电极，阴极为钛板或不锈钢板电极，电极板间距为２．５～７ｃｍ，采用氯化钠为电解质，浓度为０．１　ｍｏｌ／Ｌ，ｐＨ为８～１０，控制电流密度为３０ｍＡ／ｃｍ２，常温，磁力搅拌下电解１～１．５ｈ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周笑绿，谭小文，张艳艳，李环，商菲，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：31