基于利用螯合聚合物/导电碳纤维从化学镀镍废液中原位电化学制备纳米镍材料的目的。采用原子转移自由基聚合或电化学合成方法,在导电碳纤维上接枝含有氧、氮、硫等元素的螯合聚合物,用做络合吸附化学镀镍废液中镍离子的骨架材料。对合成的材料优化选择后,一定条件下,将镍离子原位电沉积在衍生后的导电碳纤维上,生成纳米镍/碳纤维材料。同时,采用各种方法表征相关材料的合成机制,考察所得纳米镍材料的催化性能。反应后的废液采用沉淀法进一步处理后达标排放。本项目涉及高分子合成、电化学制备纳米材料和资源有效利用三个方面,为一交叉基础应用研究。是对原有技术和方法消化吸收后,提出的治理化学镀镍废液的新方法。如研究成功,将为化学镀镍废液资源有效利用探索出一条新途径。研究不仅有一定的理论意义,而且有较好的环保和经济价值。
Spent electroless nickel plati;Electrochemical preparation na;Carbon fibers;Atom-transfer radical polymeri;Chelate polymer
采用超声法制备了三聚氰胺-甲醛-乙二胺四草酰乙酸(MFT)和三聚氰胺-甲醛-硫脲螯合树脂,分别可用于金属镍和银离子的富集。采用超声法制备了MFT/活性炭复合材料(MFT/AC),可用于含镍、铅和铬的重金属污水处理。MFT/AC可用于电镀废水中,制备纳米镍/活性炭催化剂(Ni/AC),可有效地处理含酚废水。采用组合电化学法将MFT修饰在碳纤维上(MFT/CFs),作为吸附和载体材料,实现了对化学镀镍废液中镍离子的有效富集,制备了纳米镍/三聚氰胺-甲醛-乙二胺四草酰乙酸/碳纤维复合材料(Ni/MFT/CFs)。 分别采用常规原子转移自由基法和电化学介导原子转移自由基法,在碳纤维上接枝了二胺基乙酸功能化衍生的聚缩水甘油酯聚合物(CCFs)。制备了石墨烯/聚缩水甘油酯聚合物/碳纤维复合材料(CFs/Go)。以它们为吸附和载体材料,实现了对化学镀镍废液中镍离子的有效富集,制备了纳米镍/碳纤维(Ni/CCFs),碳纤维/石墨烯/镍铝层状双羟基复合金属氧化物复合材料(CFs/Go/NiAl-LDHs)。化学镀镍废液中镍的回收率均可达到90%以上,合成的复合材料对甲醇氧化均显示良好的催化作用。以石墨烯为载体,化学镀镍废液为原料,超声制备了石墨烯/镍铝层状双羟基复合金属氧化物复合材料。该材料对甲醇有良好的电催化氧化作用,还有良好的充放电性能。在材料的合成过程中,伴随着自净化作用,可使化学需氧量下降至88%,镍和磷元素的回收率分别在97%和91%以上,对硫的回收率也可达83%以上。对反应后的化学镀镍废液采用常规的沉淀、类Fenton反应、厌氧处理,最后达标后排放。此外,还制备了可同时检测金属镍、铅和铬离子的传感器。调查了三聚氰胺的电化学特性,制备了分子印记膜修饰电极,成功地用于三聚氰胺和盐酸克能特罗的选择性检测。 目前我们已经圆满地完成了本项目研究。已获得授权发明专利2项,受理发明专利2项,已发表论文14篇(含接受2篇),其中SCI论文9篇,EI论文1篇。培养硕士生7名。本项目涉及高分子合成、电化学制备纳米材料和资源有效利用三个方面,为一交叉基础应用研究。是对原有技术和方法消化吸收后,提出的治理化学镀镍废液的新方法。本项目研究为化学镀镍废液资源有效利用探索出了3条新途径。研究不仅有一定的理论意义,而且有较好的环保和经济价值。