[发明专利]一种采用废旧锂离子电池正极材料催化降解有机废水的方法

说明书

本发明公开了一种采用废旧锂离子电池正极材料催化降解有机废水的方法；该方法包括：将废旧锂离子电池拆解，取出正极材料，经过热处理后，收集正极材料粉末，并投放入有机废水溶液当中作为催化剂吸附一段时间。之后投入四价硫（S（））盐或单过硫酸盐（PMS）溶液进行反应，经过一定时间的降解反应后，能得到净化后的废水。正极材料粉末和有机废水中总的有机物的投料质量比为1:10~1:100；本发明的特点是在常温常压下进行，反应条件温和、反应速度快、易于操作、催化剂可重复利用。实现了在对废旧锂离子电池资源化回收利用的同时达到了降解有机废水的目的。

技术领域

本发明属于电子废弃物资源化以及有机废水处理技术领域，特别涉及用四价硫盐或单过硫酸盐（PMS）溶液作为氧化剂的高级氧化技术。

背景技术

近年来，基于自由基反应的高级氧化技术（Advanced Oxidation Processes,AOPs），因其具有氧化能力强、反应速率快、选择性小、反应条件温和、灵活性高及对有机污染物矿化率高等优点，在有机废水处理领域得到了快速的发展。这些自由基包括硫酸根自由基（SO₄^•-）、羟基自由基（•OH）、超氧阴离子自由基（O₂^•-）等。它们通过电子转移的方式将大分子有机物分解成小分子有机物，再把小分子有机物分解为二氧化碳和水。

锂离子电池以其具有比能量高、体积小、质量轻、应用温度范围广、自放电率低、循环寿命长、安全性能好等独特的优势，成为目前综合性能最好的电池体系，其使用量和报废量处于高速增长的阶段。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种采用废旧锂离子电池正极材料催化降解有机废水的方法，本发明在常温常压下进行，反应条件温和、反应速度快、易于操作、催化剂可重复利用。在电子废弃物资源化以及治理有机废水领域具有很大的应用潜力。

本发明的技术方案具体介绍如下。

本发明提供一种采用废旧锂离子电池正极材料催化降解有机废水的方法，包括以下步骤：

（1）将废旧锂离子电池拆解，取出正极材料，经过热处理后，收集粒径大小为 10 ~100 µm正极材料粉末；

（2）将正极材料粉末置于有机废水溶液中进行常温吸附，吸附时间为0.5~1h，之后加入氧化剂，常温下对有机废水进行催化降解；其中：所述氧化剂选自亚硫酸盐、亚硫酸氢盐或单过硫酸盐PMS中的一种或几种。

上述步骤（1）中，废旧锂离子电池是钴酸锂电池或磷酸铁锂电池。

上述步骤（2）中，有机废水溶液中含有罗丹明、亚甲基蓝或2,4,6-三氯酚中的一种或几种。

上述步骤（2）中，有机废水溶液的初始pH值在2~9之间；有机废水溶液中的有机物的总的摩尔浓度在 0.01 mM ~ 1mM 之间。

上述步骤（1）中，正极材料粉末和有机废水中总的有机物的投料质量比为1:10 ~1:100；吸附时间为0.5~1h。

上述步骤（2）中，氧化剂和有机废水中总的有机物的摩尔比为2:1 ~ 100:1。优选的，摩尔比为20:1~80:1。

上述步骤（2）中，降解反应时间为1~30min。

上述步骤（2）中，降解反应时间为1~20min。

和现有技术相比，本发明具有如下优点：

1. 本发明利用废旧锂离子电池作为催化剂降解有机废水达到了以废治废的目的。

2. 本发明反应条件温和，反应速度快，反应pH范围广，易操作。

3. 本发明的催化剂可回收重复利用，绿色环保。