[发明专利]利用FeAl层状金属氢氧化物修饰石墨毡电极去除水体中溴酸盐的方法

说明书

本发明公开了一种利用FeAl层状金属氢氧化物修饰石墨毡电极去除水体中溴酸盐的方法，以FeAl层状金属氢氧化物修饰石墨毡电极为阴极对溴酸盐水体进行电化学还原处理，其中电极是以石墨毡电极为载体，表面修饰有FeAl层状金属氢氧化物。本发明方法，通过利用FeAl层状金属氢氧化物的电化学还原作用和吸附作用，不仅能够将溴酸盐还原成溴离子，实现对水体中溴酸盐的有效去除，同时还能吸附水体中的溴离子，防止溴离子被再次氧化成溴酸盐，由此实现对水体中溴酸盐和溴离子的同时去除，具有操作简单、处理成本低、处理效率高、去除效果好、重复利用性好等优点，使用价值高，应用前景好，对于实现水体中溴酸盐的彻底去除具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种去除水体中溴酸盐的方法，具体涉及一种利用FeAl层状金属氢氧化物修饰石墨毡电极去除水体中溴酸盐的方法。

背景技术

研究表明，自然水体中通常会存在一定量的溴离子，溴离子本身是无毒的，在淡水中的溴离子浓度从几个μg/L到几个mg/L不等，在海水中的量大约能够达到67mg/L。自然水体中的溴离子可能来源于自然界中海水的入侵以及沉积岩的溶解，或者是人为的化工生产或者煤矿、钾矿等的开发。如果水中溴离子浓度大于111ug/L，经过臭氧氧化后水中溴酸盐水平会严重超标。溴酸盐，作为高级氧化技术应用产生的消毒副产物，会导致小鼠肾脏细胞长出肿瘤，已经被定义为2B级的潜在基因致癌物。同时，溴酸盐在饮用水中允许存在的最大浓度为11ug/L。因此，急需找到合适的方式以有效去除废水中的溴酸盐，这是非常有必要的。

目前，去除废水中溴酸盐的方法主要有：物理以及电学技术、生物技术、活性炭技术、化学技术。相比其他技术，电化学还原有着清洁技术之称，能够在不产生其他污染物质的情况下将溴酸盐还原为溴离子，在去除水体中的溴酸盐污染物的研究中得到了越来越多的应用。在电化学还原技术中能够在阴极实现材料的循环使用，避免电极过早失效，同时，作为清洁能源的电子能够不断还原污染物，避免的氢气的储存、转运的安全风险。但是电化学还原技术对电极材料要求较高，常用的贵金属电极造价过高，不经济，而非贵金属零价铁等电极材料不稳定，很难多次使用。因此，电极材料需要在经济的前提下能够多次处理污染物，同时对电极材料的稳定性也有一定的要求，否则大量电极材料进入环境中可能造成潜在的危害。

目前，利用电化学还原技术处理溴酸盐的方法存在下列问题：

(1)处理溴酸盐的修饰电极制备价格较高，实际生产无法承担，同时也有一些电极稳定性较差，保存条件苛刻。

(2)去除水体中溴酸盐时很少考虑溴离子的去除，而溴离子的存在可能会在后面处理过程中再次氧化导致溴酸盐的产生。

(3)现有电极材料中，由于不能吸附溴离子或不能将溴离子转化成溴的络合物，因而并不能同时去除溴酸盐和溴离子，从而难以防止溴离子被再次氧化成溴酸盐的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种操作简单、处理成本低、处理效率高、去除效果好、重复适用性好的利用FeAl层状金属氢氧化物修饰石墨毡电极去除水体中溴酸盐的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种利用FeAl层状金属氢氧化物修饰石墨毡电极去除水体中溴酸盐的方法，以FeAl层状金属氢氧化物修饰石墨毡电极为阴极对溴酸盐水体进行电化学还原处理；所述FeAl层状金属氢氧化物修饰石墨毡电极是以石墨毡电极为载体，所述石墨毡电极表面修饰有FeAl层状金属氢氧化物；所述FeAl层状金属氢氧化物是包含铁氢氧化物和铝氢氧化物的团聚物。

上述的利用FeAl层状金属氢氧化物修饰石墨毡电极去除水体中溴酸盐的方法，进一步改进的，所述FeAl层状金属氢氧化物修饰石墨毡电极由以下方法制得：将含Fe²⁺、Al³⁺的混合液与石墨毡电极混合进行水热反应，得到FeAl层状金属氢氧化物修饰石墨毡电极。