[发明专利]一种复合阴极及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于处理偶氮染料废水模拟物甲基橙溶液的复合阴极及其制备方法，主要应用于染料废水处理工艺领域。该复合阴极主要以活性碳纤维毡为基体，其制备方法包括活性炭纤维预处理、溶解FeCl3‑6H2O、超声清洗活性炭纤维、滴加NaBH4溶液、洗净并烘干。本发明主要是解决当下电芬顿反应损耗较多等问题，其拥有简易的制作方法以及较小的成本，并且复合阴极能耗损失小、铁元素可循环利用。

技术领域

本发明可应用于染料废水处理工艺领域，具体地涉及一种以活性碳纤维毡为基体的用以处理甲基橙溶液的复合阴极及其配制方法。

背景技术

我国染料产量巨大，多达90万吨，占世界总量的60％左右，染料会用于各行各业，但最主要还是用于纺织印染工业。纺织业的工艺程序十分复杂，过程中需要使用大量的水，一千克纺织品的产生就会消耗两百到五百升水，而这些使用过后的废水有相当大的一部分是未经处理就直接排放进了水体里。我们不能只看到这个行业为我国经济做出的贡献，还要考虑到它们对环境的危害，现如今染料废水如何处理已经成为了研究者们非常关注的一个主要问题。

染料种类繁多，根据溶解程度分为：水溶性染料，其中包括酸性染料、媒染剂、直接染料、活性染料、基本染料以及金属络合染料；不溶性染料，其中包括偶氮染料、还原染料、硫化染料以及分散染料。

众多染料里，其中偶氮染料使用范围最广，是用来合成染料最多的一个种类，其产量是染料总量的70％左右。然而自然界中并没有偶氮染料，我们只能通过人为化学合成的方法得到它，偶氮染料分子包括一到三个偶氮键，键上连有苯基和萘基，一般苯基和萘基上又连着氨基、氯基、羟基、甲基、硝基、磺酸基等官能团，由此可见，偶氮染料化学结构复杂，稳定性较高。偶氮染料废水排放到水中会对水体环境造成很大的危害：由于偶氮染料废水色度非常高，会阻止阳光照射进水体，使水体缺氧，难以进行自净机能；偶氮染料在厌氧条件下易被还原，生成芳香族化合物，这类物质毒性较大；偶氮染料废水还会导致水体的富营养化；另外，偶氮染料一旦进入水体会通过生物链的传递，富集到人体内，对人们健康造成影响。

针对偶氮染料废水成分复杂，色度高，可生化性差的特点，现如今，处理偶氮染料废水的方法主要有物理法，化学法，生物法。物理法主要包括：吸附法，膜过滤法，膜分离法，离心分离法。化学法主要包括：混凝法，氧化法(光催化氧化法、电化学氧化法、氧化剂氧化法)，凝聚法(凝聚沉降法、凝聚浮升法)。生物法主要包括：活性污泥法，A/O法，厌氧消化法。

发明内容

本发明要解决的问题是降低运用电芬顿高级氧化工艺处理偶氮染料废水模拟物甲基橙溶液过程中阴极铁元素的消耗，提供一种可使铁元素自发循环的复合阴极及其制备方法。为解决上述技术问题，

本发明采用以下技术方案：一种活性炭纤维复合阴极，活性炭纤维复合阴极为负载Fe@Fe203纳米线的活性炭纤维复合阴极。

优选的，所述的活性炭纤维复合阴极制作原料中，按质量分数计，活性炭纤维(基体材料)为8％～19％，六水合氧化铁为55％～72％，NaBH4为20％～28％。

优选的，所述活性炭纤维复合阴极主要以活性碳纤维毡为基体材料，经氧化铁溶液超声清洗、NaBH4浸洗后烘干制备而成。

本发明还提供一种活性炭纤维复合阴极的制备方法，包括以下步骤：

1)裁剪活性炭纤维，在去离子水中超声清洗，烘干待用；

2)称取FeCl3-6H2O溶解在乙醇溶液中；制备氯化铁溶液；