[发明专利]利用电镀废水制备上转换光催化材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于废物资源化利用及光催化材料领域，具体地，涉及一种利用电镀废水制备上转换光催化材料的方法。

背景技术

随着国民经济的发展，材料电镀产品的需求越来越大，但是电镀工业会产生含有大量铬(Cr⁶⁺、Cr³⁺)、镍(Ni²⁺)、锌(Zn²⁺)、铜(Cu²⁺)、铁(Fe³⁺)等重金属离子的电镀废水，其直接排放不仅会造成严重的环境污染，而且极其浪费资源。目前，电镀废水的处理方法主要有化学沉淀法、电解法、溶剂萃取法、吸附法、离子交换法等，其中，化学沉淀法是目前主导的处理方法。然而，常规的化学沉淀法会产生大量的难以处置的电镀污泥，且由于操作和药剂选用不当等原因，有时还难以使出水达到排放标准。为此，一种可实现电镀废水中重金属资源化利用并能使废水中重金属得到达标排放处理的技术，即，铁氧体沉淀法处理废水，开始获得人们的关注。

铁氧体沉淀法一般是向电镀废水中投加硫酸亚铁，使废水中的Cr⁶⁺还原成Cr³⁺，然后投加NaOH或Ca(OH)₂使废水中的重金属离子发生共沉淀，形成尖晶石结构的复合铁氧体(MeFe₂O₄，Me为二价重金属离子，Fe³⁺可以被三价重金属离子取代)。复合铁氧体具有很好的稳定性，但是受到离子半径等的影响，在尖晶石铁氧体中，Cr³⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺取代Fe³⁺或Fe²⁺的量是有限的。为了提高对废水中Cr³⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺的去除率，需要不断增加Fe³⁺和Fe²⁺的投加量(相关文献：化工环保,2007,27,346)，这样势必会造成铁氧体沉淀法的复杂性和高的处理成本。

为拓宽电镀废水资源化利用途径并进一步提高其废水中重金属利用的附加值。本发明拟将电镀废水中的Cr³⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺等金属离子转化为复合金属氧化物(包括Fe₂O₃、Cr₂O₃、CuO、ZnO、NiO，不含CrO₃)光催化材料。2011年，上海大学的钱光人等人(相关专利：CN102179253A)提到采用电镀废水和电镀污泥制备催化剂，但是并未提及催化剂中是否含有剧毒物CrO₃，更未提及采用电镀废水制备稀土离子掺杂的上转换光催化材料。本发明为了得到对近红外光响应的光催化材料，将具有上转换功能的稀土离子，如Yb³⁺、Er³⁺、Tm³⁺、Ho³⁺等引入到复合金属氧化物中。虽然关于上转换稀土离子(Yb³⁺/Er³⁺)掺杂ZnO已有报道(相关文献：光谱学与光谱分析,2008,28,1473;J.Colloid Interface sci.,2011,358,334)，并且Zhang等(相关文献：J.Phys.Chem.Lett.,2012,3,3188)报道了将NaYF₄:Yb,Er上转换纳米晶体与Fe₂O₃膜层复合的研究，但是关于上转换稀土离子(Yb³⁺、Er³⁺、Tm³⁺、Ho³⁺)直接掺杂Fe₂O₃、Cr₂O₃、CuO、NiO的研究，目前尚无报道。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种利用电镀废水制备上转换光催化材料的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的，

本发明提供一种利用电镀废水制备上转换光催化材料的方法，所述方法包括如下步骤：