[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

说明书

本发明提供一种三维多孔NiO/NF活性材料、其制备方法及应用，该三维多孔NiO/NF活性材料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；制备时，将酸处理后的泡沫镍与乙酸镍、尿素和氟化铵共同加入到反应釜中，密封加热反应得到Ni(OH)₂/NF；将所得Ni(OH)₂/NF在氧气气氛下高温加热反应即得，该NiO/NF活性材料可作为阳极使用。在此基础上，本发明进一步提供了电凝聚法去除废水中重金属离子的装置，不仅可以使用定点拦截方式处理工业排放的废水，还可以利用智能机器人处理模式处理重金属离子污染的水域，实现选择性的定点处理。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及三维多孔NiO/NF活性材料、其制备方法及应用、电凝聚法去除废水中重金属离子的装置。

背景技术

近年来由于工业的大兴发展，产生了大量的工业废水，尤其是电镀和皮革制造行业，产生了大量的含重金属离子的工业废水。重金属离子作为一种污染物，有着极强的毒性和致癌性，几乎对人体的各种器官都有危害。此外，重金属离子不易降解，会在食物链中转移积累，被人类摄入，所以去除工业废水中的重金属离子，达到国家规定的排放标准，是各类相关企业都很关注的重点。目前去除重金属离子的去除方法有化学沉淀法，通过投入沉淀剂并调节pH使之沉淀去除，但是这种方法需要外部投入沉淀剂或捕获剂，会产生大量的污泥，是一次性使用产品，成本较高，而且有引入二次污染的风险；吸附法也是一种常见的方法，通过吸附剂将废水中的重金属离子吸附去除，这种方法对环境友好，但对溶液的环境适应较弱，去除时间长；膜分离法以选择性透过膜为分离介质，当膜两侧存在某种推动力时，原料侧组分选择性透过膜，以达到分离、除去有害组分的目的，这种方法操作简单，装置简单，但运行成本高，膜机械强度低，寿命短；催化还原法，利用电能或者光能催化降解重金属离子，降低毒性，但是目前技术还不成熟，效率较低。因此，开发一种高效环保，成本低廉的去除工业废水中重金属离子的方法对于相关的工业企业有着巨大的帮助和需求。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

为了克服现有技术中各种废水中重金属离子去除方法的不足，本发明第一方面的目的在于提供一种三维多孔NiO/NF活性材料、其制备方法及应用；

本发明第二方面的目的在于提供一种电凝聚法去除废水中重金属离子的装置。

为了实现本发明第一方面的目的，本发明提供如下技术方案：

一种三维多孔NiO/NF活性材料，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。

一种三维多孔NiO/NF活性材料的制备方法，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(例如2.2、2.3、2.4、2.5g等)的乙酸镍，2.500g–4.000g(例如2.7、3.2、3.5、3.8g等)的尿素和0.700g–0.78g(例如0.72、0.74、0.75g等)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℃(例如125、130、140、145、148℃等)保温4–6h(例如4.5、5、5.5h等)，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；