攫取貴-重金屬污染物化學(xué)能及污染去除.pdf

1、重金屬元素容易在環(huán)境中產(chǎn)生、遷移和積累，對水、土壤、大氣都會(huì)造成污染，并傷害人體健康，是一種重要的環(huán)境污染物。但同時(shí)，重金屬尤其是金銀等貴金屬又具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，所以從污染物中回收貴/重金屬具有廣闊前景。傳統(tǒng)的重金屬回收處理方法一般都需要消耗大量的資源或能源，還容易產(chǎn)生二次污染。如何能夠降低能耗，找到一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保的有效方法，將重金屬污染物中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能提取出來并同時(shí)回收貴/重金屬，必將成為一個(gè)熱點(diǎn)課題。
　　本課題以貴

2、金屬金/銀/銅為例,通過設(shè)計(jì)重金屬電對燃料電池，模擬重金屬廢水，典型的選取較高還原電勢Cu(Ⅱ)以及多金屬Au(Ⅲ)/Cu(Ⅱ)、Ag(Ⅰ)/Cu(Ⅱ)共存混合液組建urea-Cu(Ⅱ)、ethanol-Au(Ⅲ)/Cu(Ⅱ)、ethanol-Ag(Ⅰ)/Cu(Ⅱ)電對燃料電池，將蘊(yùn)含在重金屬中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能提取的同時(shí)有效回收貴/重金屬，為實(shí)現(xiàn)無需耗能處理和回收重金屬污染物進(jìn)行了基礎(chǔ)研究。
　　制備了Ni/C、Pd-Ni/C催

3、化劑，利用電子顯微鏡、X射線衍射、X射線光電子能譜、電化學(xué)測試等手段進(jìn)行表征。構(gòu)建電對燃料電池體系，以尿素、乙醇作為電子供體在陽極自發(fā)地發(fā)生氧化反應(yīng)組成的電對電池，將蘊(yùn)含的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能得以成功攫取。設(shè)計(jì)了新型的具有光能量的光-電電解池巧妙結(jié)合拉曼光譜與電化學(xué)信息探測，驗(yàn)證了Ni基催化劑形成NiOOH的催化機(jī)理。
　　以銅離子為陰極氧化劑組裝了Urea-Cu(Ⅱ)電對燃料電池。在Ni/C負(fù)載催化陽極與堿性尿素溶液構(gòu)成的陽極體

4、系中，當(dāng)以碳纖維布為陰極與弱酸性緩沖溶液環(huán)境下的Cu(Ⅱ)溶液構(gòu)成陰極體系時(shí)，可以產(chǎn)生1.06 V的開路電壓且銅離子在陰極生成單質(zhì)銅。采用400mgL-1 Cu2+時(shí)，經(jīng)估算，每產(chǎn)生千克銅的同時(shí)產(chǎn)生6.1 kWh Kg-1電能，24h后400 mg金屬銅回收、去除率90％以上。
　　以Au(Ⅲ)Cu(Ⅱ)、Ag(Ⅰ)/Cu(Ⅱ)混合雙金屬為陰極液，通過考察雙金屬共存時(shí)金屬在電池陰極的電沉積與去除效果，表明具有還原電勢差的雙金屬可通