一種利用電化學(xué)降解法處理放射性有機(jī)廢液的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用電化學(xué)降解法處理放射性有機(jī)廢液的方法，包括以下步驟：(1)制備改性海藻酸鈉纖維膜；(2)將改性海藻酸鈉纖維膜碳化得到復(fù)合碳纖維材料；(3)將復(fù)合碳纖維材料加入固定床流動(dòng)反應(yīng)器中用氫氣還原1～3小時(shí)，然后將復(fù)合碳纖維材料和二甲基亞砜混合后，經(jīng)超聲處理10～30min，再烘至糊狀，然后涂覆于電極基體上，真空干燥后用壓片機(jī)壓片，得到復(fù)合電極；(4)將放射性有機(jī)廢液加入具有離子交換膜的H型電解槽內(nèi)，以復(fù)合電極為陽極，Pt為陰極，對(duì)放射性有機(jī)廢液進(jìn)行電解處理。本發(fā)明制備的電極用于放射性有機(jī)廢液的處理，可有效去除放射性廢液中的各種有機(jī)物，有機(jī)物的去除率達(dá)到99％以上，綜合處理效果好。
【專利說明】
一種利用電化學(xué)降解法處理放射性有機(jī)廢液的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種放射性有機(jī)廢液的處理方法，具體涉及一種利用電化學(xué)降解法處理放射性有機(jī)廢液的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]放射性有機(jī)廢液含有多種有機(jī)物，如烷基多苷(APG)、乙二胺四乙酸根(EDTA)、黃原膠、草酸、檸檬酸等。放射性有機(jī)廢液中有機(jī)物的存在增加了廢液處理的難度，必須對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，才能進(jìn)一步采用常規(guī)的放射性廢液處理裝置進(jìn)行處理，并且處理這些放射性廢液不僅要考慮其放射性，還要考慮其化學(xué)毒性。由于有機(jī)物的存在，不僅不利于放射性廢液的存儲(chǔ)，而且增加了廢液的處理難度。目前放射性廢水中有機(jī)物的處理主要采取的方法是焚燒法、氧化法、堿性水解法、蒸餾法等。由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的原因，利用傳統(tǒng)的處理方法，例如吸附法、萃取法、生化法，治理難度很大，已經(jīng)滿足不了越來越高的環(huán)保要求，至今仍然缺乏經(jīng)濟(jì)而有效的處理方法。
[0003]高級(jí)氧化工藝處理技術(shù)因其具有可有效分解難以降解有機(jī)污染物、易于控制等優(yōu)點(diǎn)，日益引起人們的關(guān)注，并開始使用在放射性廢液中有機(jī)物的處理上。本發(fā)明針對(duì)放射性廢液中的有機(jī)物，采用處理效率高、僅僅消耗電力的電化學(xué)氧化法。利用陽極產(chǎn)生的具有強(qiáng)氧化能力的自由基(.0H、02.,HO2.等)直接在常溫、常壓下使有機(jī)物在電極表面發(fā)生氧化作用而分解為H2O和CO2，實(shí)現(xiàn)廢液中有機(jī)物的去除，具有高效、安全、低成本等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]通過對(duì)大量有機(jī)物的電化學(xué)氧化的研究表明，大的陽極比表面積可以顯著加快反應(yīng)速度。目前電化學(xué)氧化研究中所使用的電極仍然以傳統(tǒng)的金屬電極為主，這些金屬電極的比表面積很小。通過壓縮金屬顆粒制得的金屬電極具有大的比表面積，但是這種電極的機(jī)械強(qiáng)度很弱，限制了它的應(yīng)用。為了改善電極的這些缺點(diǎn)，需要發(fā)展一種新的電極，不但具有大的比表面積，而且具有較高的機(jī)械強(qiáng)度可以供重復(fù)使用。
[0005]炭材料是一類常見的催化劑載體，其中活性炭作為一種必需的載體材料在工業(yè)上廣泛應(yīng)用。最近，出現(xiàn)了一種新類型的活性炭材料-活性炭纖維，這種材料可以作為電極材料使用在污水處理中。這種新型的活性炭材料相比較于普通活性炭具有很多顯而易見的優(yōu)占.V.
[0006](I)比表面積非常大，可以達(dá)到600-3000!!!?-^活性炭纖維的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)主要是由一些尺寸很小的深孔組成的，特別是微孔。
[0007](2)活性炭纖維可以很容易的被加工成各種形狀，甚至可以折疊彎曲。
[0008](3)活性炭纖維的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)提供了數(shù)量巨大的凹穴，都可以作為金屬顆粒的載體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優(yōu)點(diǎn)。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種利用電化學(xué)降解法處理放射性有機(jī)廢液的方法，包括以下步驟:
[0011]步驟一、將兩份改性海藻酸鈉分別加入N，N-二甲基甲酰胺中，充分?jǐn)嚢?，配制成濃度?.5?I Wt %和I?3wt %的改性海藻酸鈉溶液，其中濃度為I?3wt %的改性海藻酸鈉為殼層溶液；向濃度為0.5?lwt%的改性海藻酸鈉溶液中加入H2PtCl6溶液，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，得到核層溶?將殼層溶液和核層溶液分別注入到一個(gè)不銹鋼同軸針頭的外層和內(nèi)層，并利用高壓靜電紡絲設(shè)備將殼層溶液和核層溶液在高壓靜電噴射條件下噴射到鋪設(shè)有錫箔紙的接收裝置上，得到改性海藻酸鈉纖維膜；
[0012]步驟二、將改性海藻酸鈉纖維膜加入碳化釜中，抽真空后充惰性氣體保護(hù)，然后升溫至600?8(KTC，保溫I?3小時(shí)，得到復(fù)合碳纖維材料；
[0013]步驟三、將復(fù)合碳纖維材料加入固定床流動(dòng)反應(yīng)器中用氫氣還原I?3小時(shí)，然后將復(fù)合碳纖維材料和二甲基亞砜混合后，經(jīng)超聲處理10?30min，再烘至糊狀，然后涂覆于電極基體上，真空干燥后用壓片機(jī)壓片，得到復(fù)合電極；
[0014]步驟四、將放射性有機(jī)廢液加入具有離子交換膜的H型電解槽內(nèi)，以復(fù)合電極為陽極，Pt為陰極，陰極室和陽極室分別加入導(dǎo)電鹽硫酸鈉，并使硫酸鈉的濃度達(dá)到15g/L，然后向電解槽通直流電，對(duì)放射性有機(jī)廢液電解處理60-80min，電解的同時(shí)對(duì)有機(jī)廢液進(jìn)行攪拌。
[0015]優(yōu)選的是，所述步驟一中，不銹鋼同軸針頭的大小為內(nèi)針頭4?6號(hào)，外針頭8?12號(hào)；高壓靜電噴射條件為:環(huán)境溫度為30?50 °C，高壓電源的輸出電壓為12?20kv，接收裝置與不銹鋼同軸針頭噴絲口之間的距離為10?15cm，流量均為5?20mL/h，殼層溶液與核層溶液的流速比為2?3:1。
[0016]優(yōu)選的是，所述步驟一中，H2PtCl6溶液的配制為每1ml去離子水中溶解0.04?
0.066g H2PtCl6.6H20;核層溶液中改性海藻酸鈉溶液和H2PtCl6溶液的體積比2?3:1。
[0017]優(yōu)選的是，所述步驟二中，將改性海藻酸鈉纖維膜加入碳化釜中，在80°C下抽真空后充氮?dú)獗Ｗo(hù)，以I?3°C/min的速度升溫至200?300°C，保溫10?30min，然后以2?5°C/min的速度升溫至400?600°C，保溫30?60min，然后以0.5?I °C/min的速度升溫至700?SOO0C，保溫I?3h，得到復(fù)合碳纖維材料。
[0018]優(yōu)選的是，所述步驟三中，氫氣還原的反應(yīng)溫度為300?500°C，氫氣流速為20?40mL/mino
[0019]優(yōu)選的是，所述步驟三中，所述復(fù)合碳纖維材料與二甲基亞砜的重量比為3?5:1。
[0020]優(yōu)選的是，所述步驟三中，超聲功率的調(diào)節(jié)范圍在500?1500W，超聲頻率在20?40KHzo
[0021]優(yōu)選的是，所述改性海藻酸鈉的制備方法為:配制成12?15wt%的海藻酸鈉溶液，按重量份，取海藻酸鈉溶液500?800份，用醋酸調(diào)節(jié)pH值至4?5，用500W微波處理10?30min，得到預(yù)處理海藻酸鈉溶液;取20?30份4-氨基苯酐，與80?100份N，N-二甲基甲酰胺混合，再加入50?80份的預(yù)處理海藻酸鈉溶液和6?8份吡啶混合，將混合物料升溫至85 °C并在此溫度下攪拌反應(yīng)20?24小時(shí)，得到反應(yīng)后混合物;將反應(yīng)后混合物冷卻至室溫后，過濾，濾液經(jīng)硫酸鎂干燥、再經(jīng)蒸餾除去有機(jī)溶劑后得到海藻酸鈉酯化產(chǎn)物;取海藻酸鈉酯化產(chǎn)物20?25份，溶解在80?100份N，N-二甲基甲酰胺中，然后加入5?10份三聚氰胺，所得混合溶液在150?160 °C條件下回流反應(yīng)8?12小時(shí)后自然冷卻至室溫，過濾得到固體產(chǎn)物，使用乙醇將所得固體產(chǎn)物洗滌3?5次后，烘干至恒重，得到改性海藻酸鈉。
[0022]優(yōu)選的是，所述步驟四中，電解處理時(shí)陽極與陰極之間的間距為2?5cm;電解處理時(shí)的電流密度為0.8-1.2mA/cm2;電解處理時(shí)的溫度為30-45°C ;電解處理時(shí)的攪拌強(qiáng)度為300-500r/mino
[0023]優(yōu)選的是，所述步驟二中，碳化釜為旋轉(zhuǎn)碳化釜，所述旋轉(zhuǎn)碳化釜的旋轉(zhuǎn)速度為3?10r/mino
[0024]本發(fā)明至少包括以下有益效果:制備的復(fù)合碳纖維材料具有大的比表面積，制備成電極后用于放射性有機(jī)廢水的處理，對(duì)放射性廢水的處理效果好，其可有效去除放射性廢水中的各種有機(jī)物，去除率達(dá)到99%以上，綜合處理效果好，并且采用的電極能夠顯著加快反應(yīng)速度，同時(shí)，對(duì)于不易物化處理的高COD放射性廢水有良好的處理效果，解決了傳統(tǒng)處理方法COD難以達(dá)標(biāo)的問題。
[0025]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【具體實(shí)施方式】
:
[0026]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0027]應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個(gè)或多個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。
[0028]實(shí)施例1:
[0029]—種利用電化學(xué)降解放射性有機(jī)廢液的方法，包括以下步驟:
[0030]步驟一、將兩份改性海藻酸鈉分別加入N，N_二甲基甲酰胺中，充分?jǐn)嚢?，配制成濃度?.5wt %和Iwt %的改性海藻酸鈉溶液，其中濃度為Iwt %的改性海藻酸鈉為殼層溶液；向濃度為0.5wt %的改性海藻酸鈉溶液中加入H2PtCl6溶液，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍玫胶藢尤芤?將殼層溶液和核層溶液分別注入到一個(gè)不銹鋼同軸針頭的外層和內(nèi)層，并利用高壓靜電紡絲設(shè)備將殼層溶液和核層溶液在高壓靜電噴射條件下噴射到鋪設(shè)有錫箔紙的接收裝置上，得到改性海藻酸鈉纖維膜;所述H2PtCl6溶液的配制為每1ml去離子水中溶解0.04gH2PtCl6.6H20;核層溶液中改性海藻酸鈉溶液和H2PtCl6溶液的體積比2:1;所述不銹鋼同軸針頭的大小為內(nèi)針頭4號(hào)，外針頭8號(hào)；高壓靜電噴射條件為:環(huán)境溫度為30°C，高壓電源的輸出電壓為12kv，接收裝置與不銹鋼同軸針頭噴絲口之間的距離為10cm，殼層溶液的流速為15mL/h，核層溶液的流速為5mL/h;
[0031]步驟二、將改性海藻酸鈉纖維膜加入碳化釜中，抽真空后充惰性氣體保護(hù)，然后升溫至60(TC，保溫I小時(shí)，得到復(fù)合碳纖維材料；
[0032]步驟三、將復(fù)合碳纖維材料加入固定床流動(dòng)反應(yīng)器中用氫氣還原I小時(shí)，然后將復(fù)合碳纖維材料和二甲基亞砜混合后，經(jīng)超聲處理lOmin，再烘至糊狀，然后涂覆于電極基體上，真空干燥后用壓片機(jī)壓片，得到復(fù)合電極;所述氫氣還原的反應(yīng)溫度為300°C，氫氣流速為20mL/min;所述復(fù)合碳纖維材料與二甲基亞砜的重量比為3:1;所述超聲功率的調(diào)節(jié)范圍在500W，超聲頻率在20KHz;所述壓片形成的復(fù)合電極上復(fù)合碳纖維材料的厚度為3mm;
[0033]步驟四、將放射性有機(jī)廢液加入具有離子交換膜的H型電解槽內(nèi)，以復(fù)合電極為陽極，Pt為陰極，陰極室和陽極室分別加入導(dǎo)電鹽硫酸鈉，并使硫酸鈉的濃度達(dá)到15g/L，然后向陽極和陰極通直流電，對(duì)放射性有機(jī)廢液電解處理60min，電解的同時(shí)攪拌放射性有機(jī)廢液;電解處理時(shí)陽極與陰極之間的間距為2cm;電解處理時(shí)的電流密度為0.8mA/cm2;電解處理時(shí)的溫度為30°C ；電解處理時(shí)的攪拌強(qiáng)度為300r/min。
[0034]實(shí)施例2:
[0035]—種利用電化學(xué)降解放射性有機(jī)廢液的方法，包括以下步驟:
[0036]步驟一、將兩份改性海藻酸鈉分別加入N，N_二甲基甲酰胺中，充分?jǐn)嚢瑁渲瞥蓾舛葹?被％和3被％的改性海藻酸鈉溶液，其中濃度為3?七％的改性海藻酸鈉為殼層溶液；向濃度為Iwt %的改性海藻酸鈉溶液中加入H2PtCl6溶液，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，得到核層溶液；將殼層溶液和核層溶液分別注入到一個(gè)不銹鋼同軸針頭的外層和內(nèi)層，并利用高壓靜電紡絲設(shè)備將殼層溶液和核層溶液在高壓靜電噴射條件下噴射到鋪設(shè)有錫箔紙的接收裝置上，得到改性海藻酸鈉纖維膜；所述H2PtCl6溶液的配制為每1ml去離子水中溶解0.066gH2PtCl6.6H20;核層溶液中改性海藻酸鈉溶液和H2PtCl6溶液的體積比3:1;所述不銹鋼同軸針頭的大小為內(nèi)針頭6號(hào)，外針頭12號(hào);高壓靜電噴射條件為:環(huán)境溫度為50°C，高壓電源的輸出電壓為20kv，接收裝置與不銹鋼同軸針頭噴絲口之間的距離為15cm，殼層溶液的流速為10mL/h，核層溶液的流速為5mL/h;
[0037]步驟二、將改性海藻酸鈉纖維膜加入碳化釜中，抽真空后充惰性氣體保護(hù)，然后升溫至8(KTC，保溫3小時(shí)，得到復(fù)合碳纖維材料；
[0038]步驟三、將復(fù)合碳纖維材料加入固定床流動(dòng)反應(yīng)器中用氫氣還原3小時(shí)，然后將復(fù)合碳纖維材料和二甲基亞砜混合后，經(jīng)超聲處理30min，再烘至糊狀，然后涂覆于電極基體上，真空干燥后用壓片機(jī)壓片，得到復(fù)合電極;所述氫氣還原的反應(yīng)溫度為500°C，氫氣流速為40mL/min;所述復(fù)合碳纖維材料與二甲基亞砜的重量比為5:1;所述超聲功率的調(diào)節(jié)范圍在1500W，超聲頻率在40KHz;所述壓片形成的復(fù)合電極上復(fù)合碳纖維材料的厚度為4mm;
[0039]步驟四、將放射性有機(jī)廢液加入具有離子交換膜的H型電解槽內(nèi)，以復(fù)合電極為陽極，Pt為陰極，陰極室和陽極室分別加入導(dǎo)電鹽硫酸鈉，并使硫酸鈉的濃度達(dá)到15g/L，然后向陽極和陰極通直流電，對(duì)放射性有機(jī)廢液電解處理80min，電解的同時(shí)攪拌放射性有機(jī)廢液;電解處理時(shí)陽極與陰極之間的間距為5cm;電解處理時(shí)的電流密度為1.2mA/cm2 ；電解處理時(shí)的溫度為45°C ；電解處理時(shí)的攪拌強(qiáng)度為500r/min。
[0040]實(shí)施例3:
[0041]—種利用電化學(xué)降解放射性有機(jī)廢液的方法，包括以下步驟:
[0042]步驟一、將兩份改性海藻酸鈉分別加入N，N_二甲基甲酰胺中，充分?jǐn)嚢?，配制成濃度?.8wt %和2wt %的改性海藻酸鈉溶液，其中濃度為2wt %的改性海藻酸鈉為殼層溶液；向濃度為0.8wt %的改性海藻酸鈉溶液中加入H2PtCl6溶液，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，得到核層溶?將殼層溶液和核層溶液分別注入到一個(gè)不銹鋼同軸針頭的外層和內(nèi)層，并利用高壓靜電紡絲設(shè)備將殼層溶液和核層溶液在高壓靜電噴射條件下噴射到鋪設(shè)有錫箔紙的接收裝置上，得到改性海藻酸鈉纖維膜;所述H2PtCl6溶液的配制為每1ml去離子水中溶解0.05gH2PtCl6.6H20;核層溶液中改性海藻酸鈉溶液和H2PtCl6溶液的體積比2:1;所述不銹鋼同軸針頭的大小為內(nèi)針頭5號(hào)，外針頭10號(hào);高壓靜電噴射條件為:環(huán)境溫度為40°C，高壓電源的輸出電壓為20kv，接收裝置與不銹鋼同軸針頭噴絲口之間的距離為15cm，殼層溶液的流速為12mL/h，核層溶液的流速為6mL/h;
[0043]步驟二、將改性海藻酸鈉纖維膜加入碳化釜中，抽真空后充惰性氣體保護(hù)，然后升溫至70(TC，保溫2小時(shí)，得到復(fù)合碳纖維材料；
[0044]步驟三、將復(fù)合碳纖維材料加入固定床流動(dòng)反應(yīng)器中用氫氣還原2小時(shí)，然后將復(fù)合碳纖維材料和二甲基亞砜混合后，經(jīng)超聲處理20min，再烘至糊狀，然后涂覆于電極基體上，真空干燥后用壓片機(jī)壓片，得到復(fù)合電極;所述氫氣還原的反應(yīng)溫度為400°C，氫氣流速為30mL/min;所述復(fù)合碳纖維材料與二甲基亞砜的重量比為4:1;所述超聲功率的調(diào)節(jié)范圍在1000W，超聲頻率在30KHz;所述壓片形成的復(fù)合電極上復(fù)合碳纖維材料的厚度為5mm;
[0045]步驟四、將放射性有機(jī)廢液加入具有離子交換膜的H型電解槽內(nèi)，以復(fù)合電極為陽極，Pt為陰極，陰極室和陽極室分別加入導(dǎo)電鹽硫酸鈉，并使硫酸鈉的濃度達(dá)到15g/L，然后向陽極和陰極通直流電，對(duì)放射性有機(jī)廢液電解處理70min，電解的同時(shí)攪拌放射性有機(jī)廢液；電解處理時(shí)陽極與陰極之間的間距為3cm;電解處理時(shí)的電流密度為ImA/cm2 ；電解處理時(shí)的溫度為40°C ;電解處理時(shí)的攪拌強(qiáng)度為400r/min。
[0046]實(shí)施例4:
[0047]—種利用電化學(xué)降解放射性有機(jī)廢液的方法，包括以下步驟:
[0048]步驟一、配制成12wt%的海藻酸鈉溶液，取海藻酸鈉溶液500g，用醋酸調(diào)節(jié)pH值至4，用500W微波處理1min，得到預(yù)處理海藻酸鈉溶液;取20g4_氨基苯酐，與80gN，N-二甲基甲酰胺混合，再加入50g的預(yù)處理海藻酸鈉溶液和6g吡啶混合，將混合物料升溫至85 °C并在此溫度下攪拌反應(yīng)20小時(shí)，得到反應(yīng)后混合物;將反應(yīng)后混合物冷卻至室溫后，過濾，濾液經(jīng)硫酸鎂干燥、再經(jīng)蒸餾除去有機(jī)溶劑后得到海藻酸鈉酯化產(chǎn)物；取海藻酸鈉酯化產(chǎn)物20g，溶解在80gN，N-二甲基甲酰胺中，然后加入5g三聚氰胺，所得混合溶液在150°C條件下回流反應(yīng)8小時(shí)后自然冷卻至室溫，過濾得到固體產(chǎn)物，使用乙醇將所得固體產(chǎn)物洗滌3次后，烘干至恒重，得到改性海藻酸鈉。
[0049]步驟二、將兩份改性海藻酸鈉分別加入N，N-二甲基甲酰胺中，充分?jǐn)嚢瑁渲瞥蓾舛葹?.6wt %和3wt %的改性海藻酸鈉溶液，其中濃度為3wt %的改性海藻酸鈉為殼層溶液；向濃度為0.6wt %的改性海藻酸鈉溶液中加入H2PtCl6溶液，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，得到核層溶?將殼層溶液和核層溶液分別注入到一個(gè)不銹鋼同軸針頭的外層和內(nèi)層，并利用高壓靜電紡絲設(shè)備將殼層溶液和核層溶液在高壓靜電噴射條件下噴射到鋪設(shè)有錫箔紙的接收裝置上，得到改性海藻酸鈉纖維膜;所述H2PtCl6溶液的配制為每1ml去離子水中溶解0.04gH2PtCl6.6H20;核層溶液中改性海藻酸鈉溶液和H2PtCl6溶液的體積比3:1;所述不銹鋼同軸針頭的大小為內(nèi)針頭4號(hào)，外針頭12號(hào);高壓靜電噴射條件為:環(huán)境溫度為50°C，高壓電源的輸出電壓為18kv，接收裝置與不銹鋼同軸針頭噴絲口之間的距離為12cm，殼層溶液的流速為20mL/h，核層溶液的流速為10mL/h;
[0050]步驟三、將改性海藻酸鈉纖維膜加入碳化釜中，在80°C下抽真空后充氮?dú)獗Ｗo(hù)，以l°C/min的速度升溫至200°C，保溫lOmin，然后以2°C/min的速度升溫至400°C，保溫30min，然后以0.5°C/min的速度升溫至700°C，保溫lh，得到復(fù)合碳纖維材料；
[0051]步驟四、將復(fù)合碳纖維材料加入固定床流動(dòng)反應(yīng)器中用氫氣還原3小時(shí)，然后將復(fù)合碳纖維材料和二甲基亞砜混合后，經(jīng)超聲處理20min，再烘至糊狀，然后涂覆于電極基體上，真空干燥后用壓片機(jī)壓片，得到復(fù)合電極;所述氫氣還原的反應(yīng)溫度為350°C，氫氣流速為40mL/min;所述復(fù)合碳纖維材料與二甲基亞砜的重量比為3:1;所述超聲功率的調(diào)節(jié)范圍在800W，超聲頻率在25KHz;所述壓片形成的復(fù)合電極上復(fù)合碳纖維材料的厚度為3mm;
[0052]步驟五、將放射性有機(jī)廢液加入具有離子交換膜的H型電解槽內(nèi)，以復(fù)合電極為陽極，Pt為陰極，陰極室和陽極室分別加入導(dǎo)電鹽硫酸鈉，并使硫酸鈉的濃度達(dá)到15g/L，然后向陽極和陰極通直流電，對(duì)放射性有機(jī)廢液電解處理60min，電解的同時(shí)攪拌放射性有機(jī)廢液電解處理時(shí)陽極與陰極之間的間距為4cm ；電解處理時(shí)的電流密度為1.2mA/cm2 ；電解處理時(shí)的溫度為45°C ；電解處理時(shí)的攪拌強(qiáng)度為500r/min。
[0053]實(shí)施例5:
[0054]一種利用電化學(xué)降解放射性有機(jī)廢液的方法，包括以下步驟:
[0055]步驟一、配制成15*1:%的海藻酸鈉溶液，取海藻酸鈉溶液500g，用醋酸調(diào)節(jié)pH值至5，用500W微波處理30min，得到預(yù)處理海藻酸鈉溶液;取30g4_氨基苯酐，與10gN，N-二甲基甲酰胺混合，再加入SOg的預(yù)處理海藻酸鈉溶液和Sg吡啶混合，將混合物料升溫至85 °C并在此溫度下攪拌反應(yīng)24小時(shí)，得到反應(yīng)后混合物;將反應(yīng)后混合物冷卻至室溫后，過濾，濾液經(jīng)硫酸鎂干燥、再經(jīng)蒸餾除去有機(jī)溶劑后得到海藻酸鈉酯化產(chǎn)物；取海藻酸鈉酯化產(chǎn)物25g，溶解在10gN，N-二甲基甲酰胺中，然后加入1g三聚氰胺，所得混合溶液在160 V條件下回流反應(yīng)12小時(shí)后自然冷卻至室溫，過濾得到固體產(chǎn)物，使用乙醇將所得固體產(chǎn)物洗滌5次后，烘干至恒重，得到改性海藻酸鈉。
[0056]步驟二、采用實(shí)施例1中的步驟一的方法；
[0057]步驟三、將改性海藻酸鈉纖維膜加入旋轉(zhuǎn)碳化釜中，在80°C下抽真空后充氮?dú)獗Ｗo(hù)，以2°C/min的速度升溫至300°C，保溫20min，然后以3°C/min的速度升溫至600°C，保溫30min，然后以rC/min的速度升溫至800°C，保溫2h，得到復(fù)合碳纖維材料;所述旋轉(zhuǎn)碳化釜的旋轉(zhuǎn)速度為8r/min。
[0058]步驟四、采用實(shí)施例3中的步驟三的方法；
[0059]步驟五、將放射性有機(jī)廢液加入具有離子交換膜的H型電解槽內(nèi)，以復(fù)合電極為陽極，Pt為陰極，陰極室和陽極室分別加入導(dǎo)電鹽硫酸鈉，并使硫酸鈉的濃度達(dá)到15g/L，然后向陽極和陰極通直流電，對(duì)放射性有機(jī)廢液電解處理80min，電解的同時(shí)攪拌放射性有機(jī)廢液;電解處理時(shí)陽極與陰極之間的間距為2cm;電解處理時(shí)的電流密度為0.8mA/cm2;電解處理時(shí)的溫度為30°C ；電解處理時(shí)的攪拌強(qiáng)度為400r/min。
[0060]實(shí)施例6:
[0061]—種利用電化學(xué)降解放射性有機(jī)廢液的方法，包括以下步驟:
[0062]步驟一、配制成13wt%的海藻酸鈉溶液，取海藻酸鈉溶液600g，用醋酸調(diào)節(jié)pH值至5，用500W微波處理30min，得到預(yù)處理海藻酸鈉溶液;取25g4_氨基苯酐，與85gN，N-二甲基甲酰胺混合，再加入60g的預(yù)處理海藻酸鈉溶液和7g吡啶混合，將混合物料升溫至85 °C并在此溫度下攪拌反應(yīng)22小時(shí)，得到反應(yīng)后混合物;將反應(yīng)后混合物冷卻至室溫后，過濾，濾液經(jīng)硫酸鎂干燥、再經(jīng)蒸餾除去有機(jī)溶劑后得到海藻酸鈉酯化產(chǎn)物；取海藻酸鈉酯化產(chǎn)物22g，溶解在88gN，N-二甲基甲酰胺中，然后加入Sg三聚氰胺，所得混合溶液在155°C條件下回流反應(yīng)10小時(shí)后自然冷卻至室溫，過濾得到固體產(chǎn)物，使用乙醇將所得固體產(chǎn)物洗滌4次后，烘干至恒重，得到改性海藻酸鈉。[0063 ]步驟二、采用實(shí)施例2中的步驟一的方法；
[0064]步驟三、采用實(shí)施例4中的步驟三的方法；
[0065]步驟四、采用實(shí)施例1中的步驟三的方法；
[0066]步驟五、采用實(shí)施例5中的步驟五的方法。
[0067]實(shí)施例7:
[0068]—種利用電化學(xué)降解放射性有機(jī)廢液的方法，包括以下步驟:
[0069]步驟一、配制成12wt%的海藻酸鈉溶液，取海藻酸鈉溶液SOOg，用醋酸調(diào)節(jié)pH值至4，用500W微波處理20min，得到預(yù)處理海藻酸鈉溶液;取28g4_氨基苯酐，與88gN，N-二甲基甲酰胺混合，再加入65g的預(yù)處理海藻酸鈉溶液和7g吡啶混合，將混合物料升溫至85°C并在此溫度下攪拌反應(yīng)22小時(shí)，得到反應(yīng)后混合物;將反應(yīng)后混合物冷卻至室溫后，過濾，濾液經(jīng)硫酸鎂干燥、再經(jīng)蒸餾除去有機(jī)溶劑后得到海藻酸鈉酯化產(chǎn)物；取海藻酸鈉酯化產(chǎn)物22g，溶解在85gN，N-二甲基甲酰胺中，然后加入Sg三聚氰胺，所得混合溶液在160°C條件下回流反應(yīng)12小時(shí)后自然冷卻至室溫，過濾得到固體產(chǎn)物，使用乙醇將所得固體產(chǎn)物洗滌5次后，烘干至恒重，得到改性海藻酸鈉。
[0070]步驟二、采用實(shí)施例2中的步驟一的方法；
[0071]步驟三、將改性海藻酸鈉纖維膜加入旋轉(zhuǎn)碳化釜中，在80°C下抽真空后充氮?dú)獗Ｗo(hù)，以l°C/min的速度升溫至300°C，保溫30min，然后以2°C/min的速度升溫至500°C，保溫60min，然后以0.5°C/min的速度升溫至700°C，保溫3h，得到復(fù)合碳纖維材料;所述旋轉(zhuǎn)碳化爸的旋轉(zhuǎn)速度為10r/min。
[0072]步驟四、采用實(shí)施例4中的步驟四的方法；
[0073]步驟五、將放射性有機(jī)廢液加入具有離子交換膜的H型電解槽內(nèi)，以復(fù)合電極為陽極，Pt為陰極，陰極室和陽極室分別加入導(dǎo)電鹽硫酸鈉，并使硫酸鈉的濃度達(dá)到15g/L，然后向陽極和陰極通直流電，對(duì)放射性有機(jī)廢液電解處理80min，電解的同時(shí)攪拌放射性有機(jī)廢液；電解處理時(shí)陽極與陰極之間的間距為4cm ；電解處理時(shí)的電流密度為ImA/cm2 ；電解處理時(shí)的溫度為45°C ;電解處理時(shí)的攪拌強(qiáng)度為500r/min。
[0074]實(shí)施例8:
[0075]—種利用電化學(xué)降解放射性有機(jī)廢液的方法，包括以下步驟:
[0076]步驟一、配制成12wt%的海藻酸鈉溶液，取海藻酸鈉溶液700g，用醋酸調(diào)節(jié)pH值至4，用500W微波處理30min，得到預(yù)處理海藻酸鈉溶液;取25g4_氨基苯酐，與90gN，N-二甲基甲酰胺混合，再加入60g的預(yù)處理海藻酸鈉溶液和7g吡啶混合，將混合物料升溫至85 °C并在此溫度下攪拌反應(yīng)24小時(shí)，得到反應(yīng)后混合物;將反應(yīng)后混合物冷卻至室溫后，過濾，濾液經(jīng)硫酸鎂干燥、再經(jīng)蒸餾除去有機(jī)溶劑后得到海藻酸鈉酯化產(chǎn)物；取海藻酸鈉酯化產(chǎn)物22g，溶解在100gN，N-二甲基甲酰胺中，然后加入Sg三聚氰胺，所得混合溶液在150°C條件下回流反應(yīng)8小時(shí)后自然冷卻至室溫，過濾得到固體產(chǎn)物，使用乙醇將所得固體產(chǎn)物洗滌3次后，烘干至恒重，得到改性海藻酸鈉。
[0077]步驟二、將兩份改性海藻酸鈉分別加入N，N_二甲基甲酰胺中，充分?jǐn)嚢?，配制成濃度?.8wt %和2wt %的改性海藻酸鈉溶液，其中濃度為2wt %的改性海藻酸鈉為殼層溶液；向濃度為0.8wt %的改性海藻酸鈉溶液中加入H2PtCl6溶液，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，得到核層溶?將殼層溶液和核層溶液分別注入到一個(gè)不銹鋼同軸針頭的外層和內(nèi)層，并利用高壓靜電紡絲設(shè)備將殼層溶液和核層溶液在高壓靜電噴射條件下噴射到鋪設(shè)有錫箔紙的接收裝置上，得到改性海藻酸鈉纖維膜;所述H2PtCl6溶液的配制為每1ml去離子水中溶解0.04gH2PtCl6.6H20;核層溶液中改性海藻酸鈉溶液和H2PtCl6溶液的體積比3:1;所述不銹鋼同軸針頭的大小為內(nèi)針頭6號(hào)，外針頭12號(hào);高壓靜電噴射條件為:環(huán)境溫度為45°C，高壓電源的輸出電壓為15kv，接收裝置與不銹鋼同軸針頭噴絲口之間的距離為15cm，殼層溶液的流速為16mL/h，核層溶液的流速為8mL/h;
[0078]步驟三、將改性海藻酸鈉纖維膜加入旋轉(zhuǎn)碳化釜中，在80°C下抽真空后充氮?dú)獗Ｗo(hù)，以3°C/min的速度升溫至200 °C，保溫1min，然后以2 °C/min的速度升溫至400°C，保溫30min，然后以rC/min的速度升溫至700°C，保溫lh，得到復(fù)合碳纖維材料;所述旋轉(zhuǎn)碳化釜的旋轉(zhuǎn)速度為5r/min;
[0079]步驟四、將復(fù)合碳纖維材料加入固定床流動(dòng)反應(yīng)器中用氫氣還原3小時(shí)，然后將復(fù)合碳纖維材料和二甲基亞砜混合后，經(jīng)超聲處理20min，再烘至糊狀，然后涂覆于電極基體上，真空干燥24h，然后用壓片機(jī)在1MPa壓力下壓片，得到復(fù)合電極;所述氫氣還原的反應(yīng)溫度為350 V，氫氣流速為40mL/min;所述復(fù)合碳纖維材料與二甲基亞砜的重量比為5:1;所述超聲功率的調(diào)節(jié)范圍在1200W，超聲頻率在30KHz;所述壓片形成的復(fù)合電極上復(fù)合碳纖維材料的厚度為4mm;
[0080]步驟五、將放射性有機(jī)廢液加入具有離子交換膜的H型電解槽內(nèi)，以復(fù)合電極為陽極，Pt為陰極，陰極室和陽極室分別加入導(dǎo)電鹽硫酸鈉，并使硫酸鈉的濃度達(dá)到15g/L，然后向陽極和陰極通直流電，對(duì)放射性有機(jī)廢液電解處理60min，電解的同時(shí)攪拌放射性有機(jī)廢液；電解處理時(shí)陽極與陰極之間的間距為5cm;電解處理時(shí)的電流密度為ImA/cm2 ；電解處理時(shí)的溫度為35°C ;電解處理時(shí)的攪拌強(qiáng)度為400r/min。
[0081]盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的實(shí)例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用電化學(xué)降解法處理放射性有機(jī)廢液的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、將兩份改性海藻酸鈉分別加入N，N-二甲基甲酰胺中，充分?jǐn)嚢?，配制成濃度?.5?I wt %和I?3wt %的改性海藻酸鈉溶液，其中濃度為I?3wt %的改性海藻酸鈉為殼層溶液;向濃度為0.5?Iwt %的改性海藻酸鈉溶液中加入H2PtCl6溶液，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，得到核層溶?將殼層溶液和核層溶液分別注入到一個(gè)不銹鋼同軸針頭的外層和內(nèi)層，并利用高壓靜電紡絲設(shè)備將殼層溶液和核層溶液在高壓靜電噴射條件下噴射到鋪設(shè)有錫箔紙的接收裝置上，得到改性海藻酸鈉纖維膜； 步驟二、將改性海藻酸鈉纖維膜加入碳化釜中，抽真空后充惰性氣體保護(hù)，然后升溫至600?800°C，保溫I?3小時(shí)，得到復(fù)合碳纖維材料； 步驟三、將復(fù)合碳纖維材料加入固定床流動(dòng)反應(yīng)器中用氫氣還原I?3小時(shí)，然后將復(fù)合碳纖維材料和二甲基亞砜混合后，經(jīng)超聲處理10?30min，再烘至糊狀，然后涂覆于電極基體上，真空干燥后用壓片機(jī)壓片，得到復(fù)合電極； 步驟四、將放射性有機(jī)廢液加入具有離子交換膜的H型電解槽內(nèi)，以復(fù)合電極為陽極，Pt為陰極，陰極室和陽極室分別加入導(dǎo)電鹽硫酸鈉，并使硫酸鈉的濃度達(dá)到15g/L，然后向電解槽通直流電，對(duì)放射性有機(jī)廢液電解處理60-80min，電解的同時(shí)對(duì)有機(jī)廢液進(jìn)行攪拌。2.如權(quán)利要求1所述的利用電化學(xué)降解法處理放射性有機(jī)廢液的方法，其特征在于，所述步驟一中，不銹鋼同軸針頭的大小為內(nèi)針頭4?6號(hào)，外針頭8?12號(hào)；高壓靜電噴射條件為:環(huán)境溫度為30?50°C，高壓電源的輸出電壓為12?20kv，接收裝置與不銹鋼同軸針頭噴絲口之間的距離為1?15 cm，流量均為5?20mL/h，殼層溶液與核層溶液的流速比為2?3:1o3.如權(quán)利要求1所述的利用電化學(xué)降解法處理放射性有機(jī)廢液的方法，其特征在于，所述步驟一中，H2PtCl6溶液的配制為每1ml去離子水中溶解0.04?0.066g H2PtCl6.6H20;核層溶液中改性海藻酸鈉溶液和出?比16溶液的體積比2?3:1。4.如權(quán)利要求1所述的利用電化學(xué)降解法處理放射性有機(jī)廢液的方法，其特征在于，所述步驟二中，將改性海藻酸鈉纖維膜加入碳化釜中，在80°C下抽真空后充氮?dú)獗Ｗo(hù)，以I?3°C/min的速度升溫至200?300°C，保溫10?30min，然后以2?5°C/min的速度升溫至400?600°C，保溫30?60min，然后以0.5?l°C/min的速度升溫至700?800°C，保溫I?3h，得到復(fù)合碳纖維材料。5.如權(quán)利要求1所述的利用電化學(xué)降解法處理放射性有機(jī)廢液的方法，其特征在于，所述步驟三中，氫氣還原的反應(yīng)溫度為300?500°C，氫氣流速為20?40mL/min。6.如權(quán)利要求1所述的利用電化學(xué)降解法處理放射性有機(jī)廢液的方法，其特征在于，所述步驟三中，所述復(fù)合碳纖維材料與二甲基亞砜的重量比為3?5:1;所述壓片形成的復(fù)合電極上復(fù)合碳纖維材料的厚度為3?5mm。7.如權(quán)利要求1所述的利用電化學(xué)降解法處理放射性有機(jī)廢液的方法，其特征在于，所述步驟三中，超聲功率的調(diào)節(jié)范圍在500?1500W，超聲頻率在20?40KHz。8.如權(quán)利要求1所述的利用電化學(xué)降解法處理放射性有機(jī)廢液的方法，其特征在于，所述改性海藻酸鈉的制備方法為:配制成12?15^%的海藻酸鈉溶液，按重量份，取海藻酸鈉溶液500?800份，用醋酸調(diào)節(jié)pH值至4?5，用500W微波處理10?30min，得到預(yù)處理海藻酸鈉溶液;取20?30份4-氨基苯酐，與80?100份N ,N-二甲基甲酰胺混合，再加入50?80份的預(yù)處理海藻酸鈉溶液和6?8份吡啶混合，將混合物料升溫至85°C并在此溫度下攪拌反應(yīng)20?24小時(shí)，得到反應(yīng)后混合物;將反應(yīng)后混合物冷卻至室溫后，過濾，濾液經(jīng)硫酸鎂干燥、再經(jīng)蒸餾除去有機(jī)溶劑后得到海藻酸鈉酯化產(chǎn)物;取海藻酸鈉酯化產(chǎn)物20?25份，溶解在80?100份N，N-二甲基甲酰胺中，然后加入5?1份三聚氰胺，所得混合溶液在150?160 °C條件下回流反應(yīng)8?12小時(shí)后自然冷卻至室溫，過濾得到固體產(chǎn)物，使用乙醇將所得固體產(chǎn)物洗滌3?5次后，烘干至恒重，得到改性海藻酸鈉。9.如權(quán)利要求1所述的利用電化學(xué)降解法處理放射性有機(jī)廢液的方法，其特征在于，所述步驟四中，電解處理時(shí)陽極與陰極之間的間距為2?5cm;電解處理時(shí)的電流密度為0.8-1.2mA/cm2;電解處理時(shí)的溫度為30-45°C;電解處理時(shí)的攪拌強(qiáng)度為300-500r/min。10.如權(quán)利要求1所述的利用電化學(xué)降解法處理放射性有機(jī)廢液的方法，其特征在于，所述步驟二中，碳化Il為旋轉(zhuǎn)碳化Il，所述旋轉(zhuǎn)碳化Il的旋轉(zhuǎn)速度為3?10r/min。
【文檔編號(hào)】G21F9/06GK105913893SQ201610260392
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月25日
【發(fā)明人】竹文坤, 段濤, 牟濤, 王茜, 姚衛(wèi)棠, 趙博
【申請(qǐng)人】西南科技大學(xué)