[发明专利]三维多孔NiO/NF活性材料及制备方法及应用、电凝聚法去除废水中重金属离子的装置

权利要求书

1.一种三维多孔NiO/NF活性材料，其特征在于，以网状多孔的泡沫镍NF作为结构骨架，且在所述泡沫镍NF的表面垂直生长有NiO纳米片，且所述NiO纳米片之间无堆叠。

2.一种三维多孔NiO/NF活性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)泡沫镍预处理：将泡沫镍浸泡于浓盐酸中直至有气泡产生，之后清洗至中性并干燥；

(2)制备Ni(OH)₂/NF：称量2.000g–2.588g的乙酸镍，2.500g–4.000g的尿素和0.700g–0.78g的氟化铵，并加入去离子水，搅拌均匀后得混合溶液；取适量所述混合溶液与步骤(1)预处理后的泡沫镍共同加入到反应釜中，密封并于120–150℃保温4–6h，反应结束后，冷却到室温，取出泡沫镍，之后清洗至中性并干燥得到Ni(OH)₂/NF；

(3)制备NiO/NF：将步骤(2)所得Ni(OH)₂/NF在氧气气氛下加热至400–500℃，然后在400–500℃下保温2–4h，加热时的升温速率为1–3℃/min，反应结束后即得到三维多孔NiO/NF活性材料。

3.如权利要求2所述的三维多孔NiO/NF活性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)泡沫镍预处理：将2cm*4cm的泡沫镍浸泡于浓盐酸中直至有气泡产生，之后清洗至中性并干燥；

(2)制备Ni(OH)₂/NF：称量2.000g–2.588g的乙酸镍，2.500g–4.000g的尿素和0.700g–0.78g氟化铵，并加入100mL去离子水，搅拌均匀后得混合溶液；取20mL所述混合溶液与步骤(1)预处理后的泡沫镍共同加入到反应釜中，密封，在干燥箱中于120–150℃保温4–6h，反应结束后，冷却到室温，取出泡沫镍，之后清洗至中性并干燥得到Ni(OH)₂/NF；

(3)制备NiO/NF：将步骤(2)所得Ni(OH)₂/NF置于管式炉中，在氧气气氛下并加热至400–500℃，然后在400–500℃下保温2–4h，加热时的升温速率为1–3℃/min，反应结束后即得到三维多孔NiO/NF活性材料。

4.如权利要求3所述的三维多孔NiO/NF活性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)泡沫镍预处理：裁剪出2*4cm²的泡沫镍并进行预处理，在浓盐酸中浸泡到有气泡产生，之后用去离子水超声清洗3次至水为中性，最后用无水乙醇超声清洗5min，然后置于干燥箱中80℃干燥6h；

(2)制备Ni(OH)₂/NF：称量2.488g±0.1g的乙酸镍，3.000g±0.5g的尿素，0.740g±0.02g氟化铵，放入烧杯中，加入100mL去离子水，搅拌30min得到所述混合溶液；量取20mL的所述混合溶液和步骤(1)预处理过的泡沫镍共同置于40mL的不锈钢反应釜中，密封，在干燥箱中120℃保温6h；待冷却到室温，取出泡沫镍，用去离子水和无水乙醇依次冲洗3次，在干燥箱中80℃干燥6h，得到Ni(OH)₂/NF；

(3)制备NiO/NF：将步骤(2)所得Ni(OH)₂/NF在管式炉中400℃氧气气氛下保温3h，升温速率为3℃/min，得到三维多孔NiO/NF活性材料。

5.权利要求1所述的三维多孔NiO/NF活性材料或采用权利要求2至4任一项所述的三维多孔NiO/NF活性材料的制备方法制备得到的三维多孔NiO/NF活性材料在电凝聚法去除废水中重金属离子中的应用，其特征在于：所述三维多孔NiO/NF活性材料作为阳极使用。

6.一种电凝聚法去除废水中重金属离子的装置，其特征在于，包括：

外接电源；

阳极：由三维多孔NiO/NF活性材料制成；

阴极：石墨板；

所述阳极与所述外接电源的正极相连接，所述阴极与所述外接电源的负极相连接；

拦网：将所述阳极和阴极所构成的电凝聚区域的四周和底端围合起来，以收集电凝聚产生的沉淀物。