一种利用电化学降解法处理放射性有机废液的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用电化学降解法处理放射性有机废液的方法，包括以下步骤：(1)制备改性海藻酸钠纤维膜；(2)将改性海藻酸钠纤维膜碳化得到复合碳纤维材料；(3)将复合碳纤维材料加入固定床流动反应器中用氢气还原1～3小时，然后将复合碳纤维材料和二甲基亚砜混合后，经超声处理10～30min，再烘至糊状，然后涂覆于电极基体上，真空干燥后用压片机压片，得到复合电极；(4)将放射性有机废液加入具有离子交换膜的H型电解槽内，以复合电极为阳极，Pt为阴极，对放射性有机废液进行电解处理。本发明制备的电极用于放射性有机废液的处理，可有效去除放射性废液中的各种有机物，有机物的去除率达到99％以上，综合处理效果好。
【专利说明】
一种利用电化学降解法处理放射性有机废液的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种放射性有机废液的处理方法，具体涉及一种利用电化学降解法处理放射性有机废液的方法。
【背景技术】
[0002]放射性有机废液含有多种有机物，如烷基多苷(APG)、乙二胺四乙酸根(EDTA)、黄原胶、草酸、柠檬酸等。放射性有机废液中有机物的存在增加了废液处理的难度，必须对其进行预处理，才能进一步采用常规的放射性废液处理装置进行处理，并且处理这些放射性废液不仅要考虑其放射性，还要考虑其化学毒性。由于有机物的存在，不仅不利于放射性废液的存储，而且增加了废液的处理难度。目前放射性废水中有机物的处理主要采取的方法是焚烧法、氧化法、碱性水解法、蒸馏法等。由于技术和经济的原因，利用传统的处理方法，例如吸附法、萃取法、生化法，治理难度很大，已经满足不了越来越高的环保要求，至今仍然缺乏经济而有效的处理方法。
[0003]高级氧化工艺处理技术因其具有可有效分解难以降解有机污染物、易于控制等优点，日益引起人们的关注，并开始使用在放射性废液中有机物的处理上。本发明针对放射性废液中的有机物，采用处理效率高、仅仅消耗电力的电化学氧化法。利用阳极产生的具有强氧化能力的自由基(.0H、02.,HO2.等)直接在常温、常压下使有机物在电极表面发生氧化作用而分解为H2O和CO2，实现废液中有机物的去除，具有高效、安全、低成本等优点。
[0004]通过对大量有机物的电化学氧化的研究表明，大的阳极比表面积可以显著加快反应速度。目前电化学氧化研究中所使用的电极仍然以传统的金属电极为主，这些金属电极的比表面积很小。通过压缩金属颗粒制得的金属电极具有大的比表面积，但是这种电极的机械强度很弱，限制了它的应用。为了改善电极的这些缺点，需要发展一种新的电极，不但具有大的比表面积，而且具有较高的机械强度可以供重复使用。
[0005]炭材料是一类常见的催化剂载体，其中活性炭作为一种必需的载体材料在工业上广泛应用。最近，出现了一种新类型的活性炭材料-活性炭纤维，这种材料可以作为电极材料使用在污水处理中。这种新型的活性炭材料相比较于普通活性炭具有很多显而易见的优占.V.
[0006](I)比表面积非常大，可以达到600-3000!!!?-^活性炭纤维的多孔网状结构主要是由一些尺寸很小的深孔组成的，特别是微孔。
[0007](2)活性炭纤维可以很容易的被加工成各种形状，甚至可以折叠弯曲。
[0008](3)活性炭纤维的多孔网状结构提供了数量巨大的凹穴，都可以作为金属颗粒的载体。
【发明内容】
[0009]本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0010]为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种利用电化学降解法处理放射性有机废液的方法，包括以下步骤:
[0011]步骤一、将两份改性海藻酸钠分别加入N，N-二甲基甲酰胺中，充分搅拌，配制成浓度为0.5?I Wt %和I?3wt %的改性海藻酸钠溶液，其中浓度为I?3wt %的改性海藻酸钠为壳层溶液；向浓度为0.5?lwt%的改性海藻酸钠溶液中加入H2PtCl6溶液，充分搅拌混合均匀，得到核层溶液;将壳层溶液和核层溶液分别注入到一个不锈钢同轴针头的外层和内层，并利用高压静电纺丝设备将壳层溶液和核层溶液在高压静电喷射条件下喷射到铺设有锡箔纸的接收装置上，得到改性海藻酸钠纤维膜；
[0012]步骤二、将改性海藻酸钠纤维膜加入碳化釜中，抽真空后充惰性气体保护，然后升温至600?8(KTC，保温I?3小时，得到复合碳纤维材料；
[0013]步骤三、将复合碳纤维材料加入固定床流动反应器中用氢气还原I?3小时，然后将复合碳纤维材料和二甲基亚砜混合后，经超声处理10?30min，再烘至糊状，然后涂覆于电极基体上，真空干燥后用压片机压片，得到复合电极；
[0014]步骤四、将放射性有机废液加入具有离子交换膜的H型电解槽内，以复合电极为阳极，Pt为阴极，阴极室和阳极室分别加入导电盐硫酸钠，并使硫酸钠的浓度达到15g/L，然后向电解槽通直流电，对放射性有机废液电解处理60-80min，电解的同时对有机废液进行搅拌。
[0015]优选的是，所述步骤一中，不锈钢同轴针头的大小为内针头4?6号，外针头8?12号；高压静电喷射条件为:环境温度为30?50 °C，高压电源的输出电压为12?20kv，接收装置与不锈钢同轴针头喷丝口之间的距离为10?15cm，流量均为5?20mL/h，壳层溶液与核层溶液的流速比为2?3:1。
[0016]优选的是，所述步骤一中，H2PtCl6溶液的配制为每1ml去离子水中溶解0.04?
0.066g H2PtCl6.6H20;核层溶液中改性海藻酸钠溶液和H2PtCl6溶液的体积比2?3:1。
[0017]优选的是，所述步骤二中，将改性海藻酸钠纤维膜加入碳化釜中，在80°C下抽真空后充氮气保护，以I?3°C/min的速度升温至200?300°C，保温10?30min，然后以2?5°C/min的速度升温至400?600°C，保温30?60min，然后以0.5?I °C/min的速度升温至700?SOO0C，保温I?3h，得到复合碳纤维材料。
[0018]优选的是，所述步骤三中，氢气还原的反应温度为300?500°C，氢气流速为20?40mL/mino
[0019]优选的是，所述步骤三中，所述复合碳纤维材料与二甲基亚砜的重量比为3?5:1。
[0020]优选的是，所述步骤三中，超声功率的调节范围在500?1500W，超声频率在20?40KHzo
[0021]优选的是，所述改性海藻酸钠的制备方法为:配制成12?15wt%的海藻酸钠溶液，按重量份，取海藻酸钠溶液500?800份，用醋酸调节pH值至4?5，用500W微波处理10?30min，得到预处理海藻酸钠溶液;取20?30份4-氨基苯酐，与80?100份N，N-二甲基甲酰胺混合，再加入50?80份的预处理海藻酸钠溶液和6?8份吡啶混合，将混合物料升温至85 °C并在此温度下搅拌反应20?24小时，得到反应后混合物;将反应后混合物冷却至室温后，过滤，滤液经硫酸镁干燥、再经蒸馏除去有机溶剂后得到海藻酸钠酯化产物;取海藻酸钠酯化产物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条件下回流反应8?12小时后自然冷却至室温，过滤得到固体产物，使用乙醇将所得固体产物洗涤3?5次后，烘干至恒重，得到改性海藻酸钠。
[0022]优选的是，所述步骤四中，电解处理时阳极与阴极之间的间距为2?5cm;电解处理时的电流密度为0.8-1.2mA/cm2;电解处理时的温度为30-45°C ;电解处理时的搅拌强度为300-500r/mino
[0023]优选的是，所述步骤二中，碳化釜为旋转碳化釜，所述旋转碳化釜的旋转速度为3?10r/mino
[0024]本发明至少包括以下有益效果:制备的复合碳纤维材料具有大的比表面积，制备成电极后用于放射性有机废水的处理，对放射性废水的处理效果好，其可有效去除放射性废水中的各种有机物，去除率达到99%以上，综合处理效果好，并且采用的电极能够显著加快反应速度，同时，对于不易物化处理的高COD放射性废水有良好的处理效果，解决了传统处理方法COD难以达标的问题。
[0025]本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
【具体实施方式】
:
[0026]下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0027]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0028]实施例1:
[0029]—种利用电化学降解放射性有机废液的方法，包括以下步骤:
[0030]步骤一、将两份改性海藻酸钠分别加入N，N_二甲基甲酰胺中，充分搅拌，配制成浓度为0.5wt %和Iwt %的改性海藻酸钠溶液，其中浓度为Iwt %的改性海藻酸钠为壳层溶液；向浓度为0.5wt %的改性海藻酸钠溶液中加入H2PtCl6溶液，充分搅拌混合均匀，得到核层溶液;将壳层溶液和核层溶液分别注入到一个不锈钢同轴针头的外层和内层，并利用高压静电纺丝设备将壳层溶液和核层溶液在高压静电喷射条件下喷射到铺设有锡箔纸的接收装置上，得到改性海藻酸钠纤维膜;所述H2PtCl6溶液的配制为每1ml去离子水中溶解0.04gH2PtCl6.6H20;核层溶液中改性海藻酸钠溶液和H2PtCl6溶液的体积比2:1;所述不锈钢同轴针头的大小为内针头4号，外针头8号；高压静电喷射条件为:环境温度为30°C，高压电源的输出电压为12kv，接收装置与不锈钢同轴针头喷丝口之间的距离为10cm，壳层溶液的流速为15mL/h，核层溶液的流速为5mL/h;
[0031]步骤二、将改性海藻酸钠纤维膜加入碳化釜中，抽真空后充惰性气体保护，然后升温至60(TC，保温I小时，得到复合碳纤维材料；
[0032]步骤三、将复合碳纤维材料加入固定床流动反应器中用氢气还原I小时，然后将复合碳纤维材料和二甲基亚砜混合后，经超声处理lOmin，再烘至糊状，然后涂覆于电极基体上，真空干燥后用压片机压片，得到复合电极;所述氢气还原的反应温度为300°C，氢气流速为20mL/min;所述复合碳纤维材料与二甲基亚砜的重量比为3:1;所述超声功率的调节范围在500W，超声频率在20KHz;所述压片形成的复合电极上复合碳纤维材料的厚度为3mm;
[0033]步骤四、将放射性有机废液加入具有离子交换膜的H型电解槽内，以复合电极为阳极，Pt为阴极，阴极室和阳极室分别加入导电盐硫酸钠，并使硫酸钠的浓度达到15g/L，然后向阳极和阴极通直流电，对放射性有机废液电解处理60min，电解的同时搅拌放射性有机废液;电解处理时阳极与阴极之间的间距为2cm;电解处理时的电流密度为0.8mA/cm2;电解处理时的温度为30°C ；电解处理时的搅拌强度为300r/min。
[0034]实施例2:
[0035]—种利用电化学降解放射性有机废液的方法，包括以下步骤:
[0036]步骤一、将两份改性海藻酸钠分别加入N，N_二甲基甲酰胺中，充分搅拌，配制成浓度为1被％和3被％的改性海藻酸钠溶液，其中浓度为3?七％的改性海藻酸钠为壳层溶液；向浓度为Iwt %的改性海藻酸钠溶液中加入H2PtCl6溶液，充分搅拌混合均匀，得到核层溶液；将壳层溶液和核层溶液分别注入到一个不锈钢同轴针头的外层和内层，并利用高压静电纺丝设备将壳层溶液和核层溶液在高压静电喷射条件下喷射到铺设有锡箔纸的接收装置上，得到改性海藻酸钠纤维膜；所述H2PtCl6溶液的配制为每1ml去离子水中溶解0.066gH2PtCl6.6H20;核层溶液中改性海藻酸钠溶液和H2PtCl6溶液的体积比3:1;所述不锈钢同轴针头的大小为内针头6号，外针头12号;高压静电喷射条件为:环境温度为50°C，高压电源的输出电压为20kv，接收装置与不锈钢同轴针头喷丝口之间的距离为15cm，壳层溶液的流速为10mL/h，核层溶液的流速为5mL/h;
[0037]步骤二、将改性海藻酸钠纤维膜加入碳化釜中，抽真空后充惰性气体保护，然后升温至8(KTC，保温3小时，得到复合碳纤维材料；
[0038]步骤三、将复合碳纤维材料加入固定床流动反应器中用氢气还原3小时，然后将复合碳纤维材料和二甲基亚砜混合后，经超声处理30min，再烘至糊状，然后涂覆于电极基体上，真空干燥后用压片机压片，得到复合电极;所述氢气还原的反应温度为500°C，氢气流速为40mL/min;所述复合碳纤维材料与二甲基亚砜的重量比为5:1;所述超声功率的调节范围在1500W，超声频率在40KHz;所述压片形成的复合电极上复合碳纤维材料的厚度为4mm;
[0039]步骤四、将放射性有机废液加入具有离子交换膜的H型电解槽内，以复合电极为阳极，Pt为阴极，阴极室和阳极室分别加入导电盐硫酸钠，并使硫酸钠的浓度达到15g/L，然后向阳极和阴极通直流电，对放射性有机废液电解处理80min，电解的同时搅拌放射性有机废液;电解处理时阳极与阴极之间的间距为5cm;电解处理时的电流密度为1.2mA/cm2 ；电解处理时的温度为45°C ；电解处理时的搅拌强度为500r/min。
[0040]实施例3:
[0041]—种利用电化学降解放射性有机废液的方法，包括以下步骤:
[0042]步骤一、将两份改性海藻酸钠分别加入N，N_二甲基甲酰胺中，充分搅拌，配制成浓度为0.8wt %和2wt %的改性海藻酸钠溶液，其中浓度为2wt %的改性海藻酸钠为壳层溶液；向浓度为0.8wt %的改性海藻酸钠溶液中加入H2PtCl6溶液，充分搅拌混合均匀，得到核层溶液;将壳层溶液和核层溶液分别注入到一个不锈钢同轴针头的外层和内层，并利用高压静电纺丝设备将壳层溶液和核层溶液在高压静电喷射条件下喷射到铺设有锡箔纸的接收装置上，得到改性海藻酸钠纤维膜;所述H2PtCl6溶液的配制为每1ml去离子水中溶解0.05gH2PtCl6.6H20;核层溶液中改性海藻酸钠溶液和H2PtCl6溶液的体积比2:1;所述不锈钢同轴针头的大小为内针头5号，外针头10号;高压静电喷射条件为:环境温度为40°C，高压电源的输出电压为20kv，接收装置与不锈钢同轴针头喷丝口之间的距离为15cm，壳层溶液的流速为12mL/h，核层溶液的流速为6mL/h;
[0043]步骤二、将改性海藻酸钠纤维膜加入碳化釜中，抽真空后充惰性气体保护，然后升温至70(TC，保温2小时，得到复合碳纤维材料；
[0044]步骤三、将复合碳纤维材料加入固定床流动反应器中用氢气还原2小时，然后将复合碳纤维材料和二甲基亚砜混合后，经超声处理20min，再烘至糊状，然后涂覆于电极基体上，真空干燥后用压片机压片，得到复合电极;所述氢气还原的反应温度为400°C，氢气流速为30mL/min;所述复合碳纤维材料与二甲基亚砜的重量比为4:1;所述超声功率的调节范围在1000W，超声频率在30KHz;所述压片形成的复合电极上复合碳纤维材料的厚度为5mm;
[0045]步骤四、将放射性有机废液加入具有离子交换膜的H型电解槽内，以复合电极为阳极，Pt为阴极，阴极室和阳极室分别加入导电盐硫酸钠，并使硫酸钠的浓度达到15g/L，然后向阳极和阴极通直流电，对放射性有机废液电解处理70min，电解的同时搅拌放射性有机废液；电解处理时阳极与阴极之间的间距为3cm;电解处理时的电流密度为ImA/cm2 ；电解处理时的温度为40°C ;电解处理时的搅拌强度为400r/min。
[0046]实施例4:
[0047]—种利用电化学降解放射性有机废液的方法，包括以下步骤:
[0048]步骤一、配制成12wt%的海藻酸钠溶液，取海藻酸钠溶液500g，用醋酸调节pH值至4，用500W微波处理1min，得到预处理海藻酸钠溶液;取20g4_氨基苯酐，与80gN，N-二甲基甲酰胺混合，再加入50g的预处理海藻酸钠溶液和6g吡啶混合，将混合物料升温至85 °C并在此温度下搅拌反应20小时，得到反应后混合物;将反应后混合物冷却至室温后，过滤，滤液经硫酸镁干燥、再经蒸馏除去有机溶剂后得到海藻酸钠酯化产物；取海藻酸钠酯化产物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条件下回流反应8小时后自然冷却至室温，过滤得到固体产物，使用乙醇将所得固体产物洗涤3次后，烘干至恒重，得到改性海藻酸钠。
[0049]步骤二、将两份改性海藻酸钠分别加入N，N-二甲基甲酰胺中，充分搅拌，配制成浓度为0.6wt %和3wt %的改性海藻酸钠溶液，其中浓度为3wt %的改性海藻酸钠为壳层溶液；向浓度为0.6wt %的改性海藻酸钠溶液中加入H2PtCl6溶液，充分搅拌混合均匀，得到核层溶液;将壳层溶液和核层溶液分别注入到一个不锈钢同轴针头的外层和内层，并利用高压静电纺丝设备将壳层溶液和核层溶液在高压静电喷射条件下喷射到铺设有锡箔纸的接收装置上，得到改性海藻酸钠纤维膜;所述H2PtCl6溶液的配制为每1ml去离子水中溶解0.04gH2PtCl6.6H20;核层溶液中改性海藻酸钠溶液和H2PtCl6溶液的体积比3:1;所述不锈钢同轴针头的大小为内针头4号，外针头12号;高压静电喷射条件为:环境温度为50°C，高压电源的输出电压为18kv，接收装置与不锈钢同轴针头喷丝口之间的距离为12cm，壳层溶液的流速为20mL/h，核层溶液的流速为10mL/h;
[0050]步骤三、将改性海藻酸钠纤维膜加入碳化釜中，在80°C下抽真空后充氮气保护，以l°C/min的速度升温至200°C，保温lOmin，然后以2°C/min的速度升温至400°C，保温30min，然后以0.5°C/min的速度升温至700°C，保温lh，得到复合碳纤维材料；
[0051]步骤四、将复合碳纤维材料加入固定床流动反应器中用氢气还原3小时，然后将复合碳纤维材料和二甲基亚砜混合后，经超声处理20min，再烘至糊状，然后涂覆于电极基体上，真空干燥后用压片机压片，得到复合电极;所述氢气还原的反应温度为350°C，氢气流速为40mL/min;所述复合碳纤维材料与二甲基亚砜的重量比为3:1;所述超声功率的调节范围在800W，超声频率在25KHz;所述压片形成的复合电极上复合碳纤维材料的厚度为3mm;
[0052]步骤五、将放射性有机废液加入具有离子交换膜的H型电解槽内，以复合电极为阳极，Pt为阴极，阴极室和阳极室分别加入导电盐硫酸钠，并使硫酸钠的浓度达到15g/L，然后向阳极和阴极通直流电，对放射性有机废液电解处理60min，电解的同时搅拌放射性有机废液电解处理时阳极与阴极之间的间距为4cm ；电解处理时的电流密度为1.2mA/cm2 ；电解处理时的温度为45°C ；电解处理时的搅拌强度为500r/min。
[0053]实施例5:
[0054]一种利用电化学降解放射性有机废液的方法，包括以下步骤:
[0055]步骤一、配制成15*1:%的海藻酸钠溶液，取海藻酸钠溶液500g，用醋酸调节pH值至5，用500W微波处理30min，得到预处理海藻酸钠溶液;取30g4_氨基苯酐，与10gN，N-二甲基甲酰胺混合，再加入SOg的预处理海藻酸钠溶液和Sg吡啶混合，将混合物料升温至85 °C并在此温度下搅拌反应24小时，得到反应后混合物;将反应后混合物冷却至室温后，过滤，滤液经硫酸镁干燥、再经蒸馏除去有机溶剂后得到海藻酸钠酯化产物；取海藻酸钠酯化产物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条件下回流反应12小时后自然冷却至室温，过滤得到固体产物，使用乙醇将所得固体产物洗涤5次后，烘干至恒重，得到改性海藻酸钠。
[0056]步骤二、采用实施例1中的步骤一的方法；
[0057]步骤三、将改性海藻酸钠纤维膜加入旋转碳化釜中，在80°C下抽真空后充氮气保护，以2°C/min的速度升温至300°C，保温20min，然后以3°C/min的速度升温至600°C，保温30min，然后以rC/min的速度升温至800°C，保温2h，得到复合碳纤维材料;所述旋转碳化釜的旋转速度为8r/min。
[0058]步骤四、采用实施例3中的步骤三的方法；
[0059]步骤五、将放射性有机废液加入具有离子交换膜的H型电解槽内，以复合电极为阳极，Pt为阴极，阴极室和阳极室分别加入导电盐硫酸钠，并使硫酸钠的浓度达到15g/L，然后向阳极和阴极通直流电，对放射性有机废液电解处理80min，电解的同时搅拌放射性有机废液;电解处理时阳极与阴极之间的间距为2cm;电解处理时的电流密度为0.8mA/cm2;电解处理时的温度为30°C ；电解处理时的搅拌强度为400r/min。
[0060]实施例6:
[0061]—种利用电化学降解放射性有机废液的方法，包括以下步骤:
[0062]步骤一、配制成13wt%的海藻酸钠溶液，取海藻酸钠溶液600g，用醋酸调节pH值至5，用500W微波处理30min，得到预处理海藻酸钠溶液;取25g4_氨基苯酐，与85gN，N-二甲基甲酰胺混合，再加入60g的预处理海藻酸钠溶液和7g吡啶混合，将混合物料升温至85 °C并在此温度下搅拌反应22小时，得到反应后混合物;将反应后混合物冷却至室温后，过滤，滤液经硫酸镁干燥、再经蒸馏除去有机溶剂后得到海藻酸钠酯化产物；取海藻酸钠酯化产物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条件下回流反应10小时后自然冷却至室温，过滤得到固体产物，使用乙醇将所得固体产物洗涤4次后，烘干至恒重，得到改性海藻酸钠。[0063 ]步骤二、采用实施例2中的步骤一的方法；
[0064]步骤三、采用实施例4中的步骤三的方法；
[0065]步骤四、采用实施例1中的步骤三的方法；
[0066]步骤五、采用实施例5中的步骤五的方法。
[0067]实施例7:
[0068]—种利用电化学降解放射性有机废液的方法，包括以下步骤:
[0069]步骤一、配制成12wt%的海藻酸钠溶液，取海藻酸钠溶液SOOg，用醋酸调节pH值至4，用500W微波处理20min，得到预处理海藻酸钠溶液;取28g4_氨基苯酐，与88gN，N-二甲基甲酰胺混合，再加入65g的预处理海藻酸钠溶液和7g吡啶混合，将混合物料升温至85°C并在此温度下搅拌反应22小时，得到反应后混合物;将反应后混合物冷却至室温后，过滤，滤液经硫酸镁干燥、再经蒸馏除去有机溶剂后得到海藻酸钠酯化产物；取海藻酸钠酯化产物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条件下回流反应12小时后自然冷却至室温，过滤得到固体产物，使用乙醇将所得固体产物洗涤5次后，烘干至恒重，得到改性海藻酸钠。
[0070]步骤二、采用实施例2中的步骤一的方法；
[0071]步骤三、将改性海藻酸钠纤维膜加入旋转碳化釜中，在80°C下抽真空后充氮气保护，以l°C/min的速度升温至300°C，保温30min，然后以2°C/min的速度升温至500°C，保温60min，然后以0.5°C/min的速度升温至700°C，保温3h，得到复合碳纤维材料;所述旋转碳化爸的旋转速度为10r/min。
[0072]步骤四、采用实施例4中的步骤四的方法；
[0073]步骤五、将放射性有机废液加入具有离子交换膜的H型电解槽内，以复合电极为阳极，Pt为阴极，阴极室和阳极室分别加入导电盐硫酸钠，并使硫酸钠的浓度达到15g/L，然后向阳极和阴极通直流电，对放射性有机废液电解处理80min，电解的同时搅拌放射性有机废液；电解处理时阳极与阴极之间的间距为4cm ；电解处理时的电流密度为ImA/cm2 ；电解处理时的温度为45°C ;电解处理时的搅拌强度为500r/min。
[0074]实施例8:
[0075]—种利用电化学降解放射性有机废液的方法，包括以下步骤:
[0076]步骤一、配制成12wt%的海藻酸钠溶液，取海藻酸钠溶液700g，用醋酸调节pH值至4，用500W微波处理30min，得到预处理海藻酸钠溶液;取25g4_氨基苯酐，与90gN，N-二甲基甲酰胺混合，再加入60g的预处理海藻酸钠溶液和7g吡啶混合，将混合物料升温至85 °C并在此温度下搅拌反应24小时，得到反应后混合物;将反应后混合物冷却至室温后，过滤，滤液经硫酸镁干燥、再经蒸馏除去有机溶剂后得到海藻酸钠酯化产物；取海藻酸钠酯化产物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条件下回流反应8小时后自然冷却至室温，过滤得到固体产物，使用乙醇将所得固体产物洗涤3次后，烘干至恒重，得到改性海藻酸钠。
[0077]步骤二、将两份改性海藻酸钠分别加入N，N_二甲基甲酰胺中，充分搅拌，配制成浓度为0.8wt %和2wt %的改性海藻酸钠溶液，其中浓度为2wt %的改性海藻酸钠为壳层溶液；向浓度为0.8wt %的改性海藻酸钠溶液中加入H2PtCl6溶液，充分搅拌混合均匀，得到核层溶液;将壳层溶液和核层溶液分别注入到一个不锈钢同轴针头的外层和内层，并利用高压静电纺丝设备将壳层溶液和核层溶液在高压静电喷射条件下喷射到铺设有锡箔纸的接收装置上，得到改性海藻酸钠纤维膜;所述H2PtCl6溶液的配制为每1ml去离子水中溶解0.04gH2PtCl6.6H20;核层溶液中改性海藻酸钠溶液和H2PtCl6溶液的体积比3:1;所述不锈钢同轴针头的大小为内针头6号，外针头12号;高压静电喷射条件为:环境温度为45°C，高压电源的输出电压为15kv，接收装置与不锈钢同轴针头喷丝口之间的距离为15cm，壳层溶液的流速为16mL/h，核层溶液的流速为8mL/h;
[0078]步骤三、将改性海藻酸钠纤维膜加入旋转碳化釜中，在80°C下抽真空后充氮气保护，以3°C/min的速度升温至200 °C，保温1min，然后以2 °C/min的速度升温至400°C，保温30min，然后以rC/min的速度升温至700°C，保温lh，得到复合碳纤维材料;所述旋转碳化釜的旋转速度为5r/min;
[0079]步骤四、将复合碳纤维材料加入固定床流动反应器中用氢气还原3小时，然后将复合碳纤维材料和二甲基亚砜混合后，经超声处理20min，再烘至糊状，然后涂覆于电极基体上，真空干燥24h，然后用压片机在1MPa压力下压片，得到复合电极;所述氢气还原的反应温度为350 V，氢气流速为40mL/min;所述复合碳纤维材料与二甲基亚砜的重量比为5:1;所述超声功率的调节范围在1200W，超声频率在30KHz;所述压片形成的复合电极上复合碳纤维材料的厚度为4mm;
[0080]步骤五、将放射性有机废液加入具有离子交换膜的H型电解槽内，以复合电极为阳极，Pt为阴极，阴极室和阳极室分别加入导电盐硫酸钠，并使硫酸钠的浓度达到15g/L，然后向阳极和阴极通直流电，对放射性有机废液电解处理60min，电解的同时搅拌放射性有机废液；电解处理时阳极与阴极之间的间距为5cm;电解处理时的电流密度为ImA/cm2 ；电解处理时的温度为35°C ;电解处理时的搅拌强度为400r/min。
[0081]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实例。
【主权项】
1.一种利用电化学降解法处理放射性有机废液的方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一、将两份改性海藻酸钠分别加入N，N-二甲基甲酰胺中，充分搅拌，配制成浓度为0.5?I wt %和I?3wt %的改性海藻酸钠溶液，其中浓度为I?3wt %的改性海藻酸钠为壳层溶液;向浓度为0.5?Iwt %的改性海藻酸钠溶液中加入H2PtCl6溶液，充分搅拌混合均匀，得到核层溶液;将壳层溶液和核层溶液分别注入到一个不锈钢同轴针头的外层和内层，并利用高压静电纺丝设备将壳层溶液和核层溶液在高压静电喷射条件下喷射到铺设有锡箔纸的接收装置上，得到改性海藻酸钠纤维膜； 步骤二、将改性海藻酸钠纤维膜加入碳化釜中，抽真空后充惰性气体保护，然后升温至600?800°C，保温I?3小时，得到复合碳纤维材料； 步骤三、将复合碳纤维材料加入固定床流动反应器中用氢气还原I?3小时，然后将复合碳纤维材料和二甲基亚砜混合后，经超声处理10?30min，再烘至糊状，然后涂覆于电极基体上，真空干燥后用压片机压片，得到复合电极； 步骤四、将放射性有机废液加入具有离子交换膜的H型电解槽内，以复合电极为阳极，Pt为阴极，阴极室和阳极室分别加入导电盐硫酸钠，并使硫酸钠的浓度达到15g/L，然后向电解槽通直流电，对放射性有机废液电解处理60-80min，电解的同时对有机废液进行搅拌。2.如权利要求1所述的利用电化学降解法处理放射性有机废液的方法，其特征在于，所述步骤一中，不锈钢同轴针头的大小为内针头4?6号，外针头8?12号；高压静电喷射条件为:环境温度为30?50°C，高压电源的输出电压为12?20kv，接收装置与不锈钢同轴针头喷丝口之间的距离为1?15 cm，流量均为5?20mL/h，壳层溶液与核层溶液的流速比为2?3:1o3.如权利要求1所述的利用电化学降解法处理放射性有机废液的方法，其特征在于，所述步骤一中，H2PtCl6溶液的配制为每1ml去离子水中溶解0.04?0.066g H2PtCl6.6H20;核层溶液中改性海藻酸钠溶液和出?比16溶液的体积比2?3:1。4.如权利要求1所述的利用电化学降解法处理放射性有机废液的方法，其特征在于，所述步骤二中，将改性海藻酸钠纤维膜加入碳化釜中，在80°C下抽真空后充氮气保护，以I?3°C/min的速度升温至200?300°C，保温10?30min，然后以2?5°C/min的速度升温至400?600°C，保温30?60min，然后以0.5?l°C/min的速度升温至700?800°C，保温I?3h，得到复合碳纤维材料。5.如权利要求1所述的利用电化学降解法处理放射性有机废液的方法，其特征在于，所述步骤三中，氢气还原的反应温度为300?500°C，氢气流速为20?40mL/min。6.如权利要求1所述的利用电化学降解法处理放射性有机废液的方法，其特征在于，所述步骤三中，所述复合碳纤维材料与二甲基亚砜的重量比为3?5:1;所述压片形成的复合电极上复合碳纤维材料的厚度为3?5mm。7.如权利要求1所述的利用电化学降解法处理放射性有机废液的方法，其特征在于，所述步骤三中，超声功率的调节范围在500?1500W，超声频率在20?40KHz。8.如权利要求1所述的利用电化学降解法处理放射性有机废液的方法，其特征在于，所述改性海藻酸钠的制备方法为:配制成12?15^%的海藻酸钠溶液，按重量份，取海藻酸钠溶液500?800份，用醋酸调节pH值至4?5，用500W微波处理10?30min，得到预处理海藻酸钠溶液;取20?30份4-氨基苯酐，与80?100份N ,N-二甲基甲酰胺混合，再加入50?80份的预处理海藻酸钠溶液和6?8份吡啶混合，将混合物料升温至85°C并在此温度下搅拌反应20?24小时，得到反应后混合物;将反应后混合物冷却至室温后，过滤，滤液经硫酸镁干燥、再经蒸馏除去有机溶剂后得到海藻酸钠酯化产物;取海藻酸钠酯化产物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条件下回流反应8?12小时后自然冷却至室温，过滤得到固体产物，使用乙醇将所得固体产物洗涤3?5次后，烘干至恒重，得到改性海藻酸钠。9.如权利要求1所述的利用电化学降解法处理放射性有机废液的方法，其特征在于，所述步骤四中，电解处理时阳极与阴极之间的间距为2?5cm;电解处理时的电流密度为0.8-1.2mA/cm2;电解处理时的温度为30-45°C;电解处理时的搅拌强度为300-500r/min。10.如权利要求1所述的利用电化学降解法处理放射性有机废液的方法，其特征在于，所述步骤二中，碳化Il为旋转碳化Il，所述旋转碳化Il的旋转速度为3?10r/min。
【文档编号】G21F9/06GK105913893SQ201610260392
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】竹文坤, 段涛, 牟涛, 王茜, 姚卫棠, 赵博
【申请人】西南科技大学