l/L-0.5mmol/L，测得上述模拟废水电导率为200微西门子/厘米-300微西门子/厘米；
[0025]b.取10ml步骤a的多阳离子混合溶液至烧杯中，待用；
[0026]c.将掺氮纳微孔碳材料、导电炭黑和粘结剂按质量份数为80:15:5的比例混合，再溶于等质量的无水乙醇中超声成悬浮液，将此悬浮液均匀滴在集流体上作为工作电极，其中所述集流体可以为石墨纸或者钛片，组装成电吸附装置；通过蠕动泵将步骤b烧杯中的多阳离子混合溶液抽至该电吸附装置中，施加1.4V电压进行电吸附，将多阳离子混合溶液中的离子吸附至电吸附电极材料中，多阳离子混合溶液的流速为25ml/min ;经过电吸附单元处理后的多阳离子混合溶液经过管道重新回到步骤b中的烧杯中。在1.4V电压下，约需160min溶液中的Fe3+达到吸附平衡，随后进行脱附，通过撤去施加在电吸附装置上的电压，将电极材料中吸附的离子脱附回到多阳离子混合溶液中。整个过程中蠕动泵一直工作，维持多阳离子混合溶液具有恒定流速。
[0027]d.电吸附和脱附过程中每间隔一段时间从烧杯中取Iml处理后的多阳离子混合溶液至等离子体发射光谱仪(ICP)中进行金属元素含量定量分析，得到多阳离子混合溶液中各种金属离子浓度在吸附和脱附过程中随时间变化的曲线图，如图1所示。
[0028]由图1可以看出，在吸附阶段，Fe3+的吸附速率高于K +和Mg2+，而在脱附阶段，几乎所有吸附至电极材料中的K+和Mg2+均脱附回到多阳离子混合溶液中，而Fe3+—直没有脱附，仍留在材料中，从而实现了 Fe3+的选择性去除。
[0029]实施例2
[0030]参见实施例1中方法，将实施例1步骤a中配置多阳离子混合溶液中的物质变为63.5mg氯化钠、67.1mg 二水合氯化铜、72.6mg六水合三氯化铁和35.6mg四水合二氯化铁四种金属氯化盐，Na+、Cu2+及总铁离子质量浓度为9mg/L-10mg/L。得到多阳离子混合溶液中各种金属离子浓度在吸附和脱附过程中随时间变化的曲线图，如图2所示。
[0031]由图2可以看出，在吸附阶段，总铁离子的吸附速率高于Na+和Cu2+，而在脱附阶段，几乎所有吸附至电极材料中Na+和Cu2+均脱附回到多阳离子混合溶液中，而总铁离子一直没有脱附，留在材料中，从而达到总铁离子和其他离子的分离。
[0032]实施例3
[0033]参见实施例1中方法，将实施例1步骤a中配置多阳离子混合溶液中的物质变为9mg氯化锂、44mg六水合氯化镁和58mg六水合三氯化铁三种金属氯化盐，各金属离子摩尔浓度为0.4mmol/L-0.5mmol/L。得到多阳离子混合溶液中各种金属离子浓度在吸附和脱附过程中随时间变化的曲线图，如图3所示。
[0034]由图3可以看出，在吸附阶段，Fe3+的吸附速率高于Li +和Mg 2+，而在脱附阶段，几乎所有吸附至电极材料中Li+和Mg2+均脱附回到多阳离子混合溶液中，而Fe 3+—直没有脱附，留在材料中，从而达到Fe3+和其他离子的分离。
[0035]本发明将掺氮纳微孔碳材料作为电吸附电极材料选择性去除工业废水中的Fe2+和/或Fe3+，所述电极材料可以吸附多种金属离子，但是对于Fe2+和Fe 3+的吸附速率较快，并且撤去或者反接施加于电吸附单元的电压后，除Fe2+和Fe 3+之外的其他离子会脱附回到处理的工业废水中，而吸附到材料中的Fe2+和Fe 3+不会从电极上脱附，从而达到Fe2+和/或Fe3+与其他金属离子的分离，从工业废水中选择性去除Fe 2+和/或Fe 3+。
【主权项】
1.一种通过电吸附技术从工业废水中选择性去除Fe 2+和/或Fe 3+的方法，其中所述工业废水包含Fe2+和/或Fe 3+以及除Fe 2+和Fe 3+之外的其它金属离子，其特征在于，所述方法使用掺氮纳微孔碳材料作为电吸附电极材料且包括以下步骤: a.吸附过程:给电极加压，使电吸附电极材料吸附工业废水中的各种金属离子； b.脱附过程:撤去或反接施加于电极上的电压，吸附到电吸附电极材料上的Fe2+和Fe3+不脱附，其它金属离子脱附。
2.根据权利要求1所述的通过电吸附技术从工业废水中选择性去除Fe2+和/或Fe 3+的方法，其特征在于，所述其它金属离子选自Na+、K+、Li+、Rb+、Ca2+、Zn2+、Mg2+、Cu2+或Al 3+。
3.根据权利要求1或2所述的通过电吸附技术从工业废水中选择性去除Fe2+和/或Fe3+的方法，其特征在于，所述掺氮纳微孔碳材料的制备方法为:将无机碱与乙二胺四乙酸或其盐按1:(1-4)的质量比研磨均匀后，在惰性气体保护中于管式炉中以5-10°C /min的升温速度升至600-800°C煅烧l_2h ;其中所述乙二胺四乙酸盐为乙二胺四乙酸二钾、乙二胺四乙酸三钾、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸铁钠、乙二胺四乙酸二钠钙、乙二胺四乙酸二钠锌、乙二胺四乙酸二钠锰、乙二胺四乙酸二钠镁、氯三乙酸或顺丁烯二酸；所述无机碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂中的一种。
4.根据权利要求1所述的通过电吸附技术从工业废水中选择性去除Fe2+和/或Fe 3+的方法，其特征在于，在所述吸附过程中施加的电压为0.8V-1.6V。
5.根据权利要求1所述的通过电吸附技术从工业废水中选择性去除Fe2+和/或Fe 3+的方法，其特征在于，在所述脱附过程中反接时的电压为0.8V-1.6V。
【专利摘要】本发明公开了一种通过电吸附技术从工业废水中选择性去除Fe2+和/或Fe3+的方法，其中所述工业废水包含Fe2+和/或Fe3+以及除Fe2+和Fe3+之外的其它金属离子，所述方法使用掺氮纳微孔碳材料作为电吸附电极材料且包括以下步骤：a.吸附过程：给电极加压，使电吸附电极材料吸附工业废水中的各种金属离子；b.脱附过程：撤去或反接施加于电极上的电压，吸附到电吸附电极材料上的Fe2+和Fe3+不脱附，其它金属离子脱附。本发明的方法具有操作简单、成本低、能耗低、无二次污染等优点。
【IPC分类】C02F1-469, C02F1-64
【公开号】CN104609518
【申请号】CN201510010180
【发明人】常铮, 朝鲁蒙, 孙晓明, 雷晓东
【申请人】北京化工大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月8日