专利名称：废弃印刷线路板富集贵金属同时合成Cu<sub>2</sub>O/TiO<sub>2</sub>纳米光催化剂的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及废旧电器板卡合成纳米功能材料，属于环境保护与资源综合利 用技术领域的固体废弃物资源化利用新技术，尤其适合于电子电器废料的高附 加值资源化利用。
背景技术：
废弃印刷线路板是电子废弃物的重要组成部分，其资源化利用是电子废弃 物处理处置中的关键问题之一。废弃印刷线路板中含有超过20%的有色金属Cu、 贵金属和多种其它重金属，还含有溴代阻燃剂等有毒有机物。因此，对于废弃 线路板的环境友好型资源化利用世界各国面临的重大环境问题。
目前，对于废弃印刷线路板资源化利用的主要方式是首先焚烧除去其中的有 机物，然后用富集了贵金属和多种重金属的焚烧残渣通过湿法或火法冶金的技 术回收贵金属和有价金属。这种方法对环境会造成严重的污染。近年来发展起 来的机械法处理废弃印刷线路板，可以同时得到无机和有机富集体，但是仍然 无法有效地除去废弃印刷线路板中的含溴有机物和重金属。因此，迫切需要开 发新型环保高效的废弃印刷线路板处理技术，同时回收其中的有价材料和去除 有害物质，以推进电子废弃物污染控制的进程。
本发明结合废弃印刷线路板的组成特点，采用新兴的超临界水氧化技术配 合电动力学技术，对废弃印刷线路板首先进行超临界水氧化预处理，分解其中 的有机物，再用残渣造液，富集贵金属并分离贱金属，然后采用电动力学技术 将溶液中的Cu沉积在纳米Ti02表面，合成具有优良光催化性能的催化材料，实 现废弃印刷线路板的高附加值资源化利用。以废弃印刷线路板为原料，采用超临界水处理联合电动力学处理，将贵金
属富集，同时选择性地把Cu以Cii20的形式负载在纳米Ti02表面，合成高活性光 催化剂。具体工艺包括两个部分，即超临界水氧化预处理部分和电动力学合成 部分。在超临界水预处理过程中将线路板中的有机组分分解实现金属元素的富 集，然后用盐酸造液，使Cu和其它贱金属进入溶液，而贵金属则富集在残渣中； 造液后进入电动力学合成工序，选择性地将Cu负载在纳米Ti02表面，通过测定 发现负载的Cu以Cu20的形式存在。合成的光催化剂的活性优于商业P25的的活 性。合成的新型光催化剂的活性受超临界水处理条件和电动力学反应条件的双 重影响，尤其受Cu02负载量的影响。下面结合说明书附图及实施方案进一步阐 述本发明的内容。
图1电动力学反应装置示意图。
图2纳米Cu20ZTi02颗粒的透射电镜图片。
图3纳米CU20/Ti02光催化剂对靛蓝的催化降解效果图。图中各字母分别代 表(a) 0120负载量0.67%; (b) CU20负载量1.92%; (c) Cu20负载量3. 24%; (d)Cii20负载量4. 53%; (e)Cu20负载量6. 78%; (f )Cu20负载量9. 06°/。； (g) 商业P25。
具体实施例方式
首先将废弃线路板上的电子元器件拆除，然后将线路板剪切粉碎至lmm以 下。取一定量粉末加入316合金超临界水反应釜中，随后按比例加入水，废弃 印刷线路板粉末与水的比例是l:20，然后按悬浊液体积的2%加入纯度为30 wt. % 的HA，再加入少量NaOH以捕捉反应过程中产生的溴。密封后，在反应温度为713K、压强为25 MPa的条件下超临界处理1小时，此时可降解的有机组分可以 全部分解为C02和H20。自然冷却后取出，抽滤分离，收集残渣，然后进入电动 力学合成工序。
按图1所示，将残渣放入反应槽内，加入1MHC1溶液，同时将分散有纳米 P25颗粒的1M HC1悬浊液加入阴极室，P25分散量根据废弃线路板残渣中Cu含 量和拟负载量计算确定，另外在阳极室加入适量1MHC1溶液。反应过程中反应 槽内和阴极室均需进行连续磁转子搅拌，操作电流为20 mA/cm2、电位梯度为 0.4V/cm、处理时间为6小时。反应结束后取出阴极电解液，离心分离固体颗粒， 蒸馏水洗涤3次，真空干燥后即得产品(图2)。由图3可以看出，所得产品对 靛蓝的降解效率明显优于商业P25。反应结束后反应槽中剩余固体组分即为富集 了贵金属的残渣，可以进一步进行贵金属分离冶炼。
权利要求
1.废弃印刷线路板富集贵金属同时合成纳米Cu2O/TiO2高活性光催化剂的工艺，其特征在于在超临界水预处理过程中将线路板中的有机组分分解实现金属元素的富集，然后通过造液使Cu和其它贱金属进入溶液，而贵金属则富集在残渣中；造液后通过电动力学反应选择性地将Cu以Cu2O的形式负载在纳米TiO2表面，合成高活性纳米光催化剂。
2. 根据权利要求书1所述的废弃印刷线路板富集贵金属同时合成纳米 Cll20/Ti02高活性光催化剂的工艺，，其特征是超临界水反应过程中废弃印刷线 路板粉末与水的比例是l: 20，按悬浊液体积的2%加入纯度为30 Wt.e/。的H202， 再加入少量NaOH以捕捉反应过程中产生的溴。超临界反应温度为713K、压强为 25 MPa、反应时间为1小时。
3. 根据权利要求书1所述的废弃印刷线路板富集贵金属同时合成纳米 Cii20/Ti02高活性光催化剂的工艺，其特征是电动力学反应过程中电解液为1M HC1溶液；超临界水处理后的残渣直接放入反应槽内然后加入1M HC1;阴极室 加入的是分散有纳米P25颗粒的1M HC1悬浊液；反应过程中反应槽内和阴极室 均需进行连续磁转子搅拌。
4. 根据权利要求书1所述的废弃印刷线路板富集贵金属同时合成纳米 Cii20/Ti02高活性光催化剂的工艺，，其特征是电动力学反应的操作电流为20 mA/cm2、电位梯度为0. 4V/cm、处理时间为6小时。
全文摘要
本发明确立了一种富集废弃印刷线路板中的贵金属同时合成纳米Cu<sub>2</sub>O/TiO<sub>2</sub>高活性光催化剂的工艺流程。具体包括两个部分，即超临界流体氧化预处理部分和电动力学合成部分。在超临界预处理过程中将线路板中的有机组分分解实现金属元素的富集，然后通过造液使Cu和其它贱金属进入溶液，而贵金属则富集在残渣中；造液后借助电动力学反应选择性地将Cu以Cu<sub>2</sub>O的形式负载在纳米TiO<sub>2</sub>表面合成光催化剂，其活性优于商业P25。
文档编号B01J37/00GK101608263SQ20091008826
公开日2009年12月23日 申请日期2009年7月13日 优先权日2009年7月13日
发明者修福荣, 张付申 申请人:中国科学院生态环境研究中心