下载文档原格式
改性石墨毡电化学生成H2O2及其对RhB的降解研究改性石墨毡电化学生成H2O2及其对RhB的降解研究随着环境污染问题日益严重，研究高效环境友好的废水处理技术成为一项重要任务。
本文以改性石墨毡为电极材料，通过电化学反应生成过氧化氢（H2O2），并研究其对亮蓝基（RhB）有机染料的降解性能。
1. 引言目前，废水中存在大量的有机染料，如亮蓝基，对生态环境造成了严重的危害。
传统的废水处理方法往往无法完全降解这些化学物质，因此需要开发一种高效、经济且环境友好的废水处理技术。
电化学方法具有操作简便、成本较低、高效降解有机污染物等优点，近年来受到广泛关注。
改性石墨毡具有导电性好、稳定性高等特点，适合用作电化学处理废水的电极材料。
而过氧化氢作为一种强氧化剂，能够有效降解有机染料，因此在废水处理中被广泛研究。
2. 实验方法(1) 实验材料：改性石墨毡、氯化钠溶液、硫酸溶液。
(2) 实验装置：电化学工作站、双三电极电池、试验槽。
(3) 实验步骤：步骤1：将改性石墨毡放入试验槽中，并连接电极与电源。
步骤2：制备电解液，向溶液中添加适量的氯化钠和硫酸。
步骤3：将电解液注入到试验槽中，保持电极与液面接触。
步骤4：开启电源，进行电化学反应。
调节电流密度和时间，记录相关数据。
步骤5：取出反应液，分析其对RhB的降解效果。
3. 结果与分析通过实验，我们得到了电化学生成H2O2的参数和RhB降解的数据。
根据结果分析，我们发现改性石墨毡能够产生较高的H2O2浓度，并且随着电流密度的增加，H2O2的生成量也增加。
此外，我们观察到RhB的降解效果与H2O2的浓度呈正相关，即H2O2浓度越高，RhB的降解速率越快。
4. 结论本研究表明改性石墨毡电化学生成H2O2能有效降解RhB有机染料。
改性石墨毡作为电极材料，对H2O2的产生具有良好的催化效果。
通过调节电流密度和反应时间，可以控制H2O2的生成量，进而影响RhB的降解效果。
因此，此方法具有潜在的应用价值，在废水处理领域有着广阔的前景。
高功率石墨电极的表面改性与电化学行为研究石墨电极是能量存储和转换领域中广泛应用的关键材料。
然而，在高功率应用中，石墨电极往往受到容量衰减、内阻增加和表面电化学活性损失等问题的限制。
为了解决这些问题，对石墨电极进行表面改性以改善其电化学性能已经成为研究的热点。
本文将探讨高功率石墨电极的表面改性方法以及其对电化学行为的影响。
一、表面改性方法1. 化学改性：通过在石墨电极表面引入功能化基团，如氧化物、氮化物等，改变其表面化学成分和物理结构。
常用的方法包括氧化、硝化、氮化等。
这些化学改性方法可以增加石墨电极的表面活性位点数量，并改善其电化学反应速率和循环稳定性。
2. 纳米材料改性：利用纳米材料作为改性剂，通过将其单一分散或复合到石墨电极表面，以提高其导电性和电化学性能。
常用的纳米材料包括碳纳米管、金属氧化物纳米颗粒等。
这些纳米材料不仅可以提供额外的导电通道，还可以增强石墨电极与电解液之间的相互作用，从而提高电极的储能性能。
3. 表面涂层改性：采用多种功能性材料对石墨电极进行表面涂层，以提高其电化学性能。
常见的涂层材料包括聚合物、陶瓷和导电聚合物等。
涂层可以在电极表面形成保护层，防止电极的凋析和溶解，同时还可以提供更好的导电性和储能性能。
二、电化学行为研究1. 循环性能：研究电极在循环过程中的容量衰减情况，评估表面改性对电极循环稳定性的影响。
通过循环伏安法和恒流充放电测试，可以获得电极的容量保持率、循环寿命等参数。
2. 动力学特性：研究表面改性对电极的电化学反应速率的影响，包括电极的催化活性、离子扩散等。
通过交流阻抗谱和电化学阻抗谱等测试方法，可以获得电极的内阻、电极电极界面反应速率等参数。
3. 界面稳定性：研究电极与电解液之间的相互作用，评估表面改性对电极界面稳定性的影响。
通过扫描电子显微镜和能谱分析仪等表征手段，可以观察电极表面的形貌变化和元素分布情况。
4. 电化学储能性能：研究电极在充放电过程中的电容特性，评估表面改性对电极的储能性能的提升效果。
科研开发2019·15109当代化工研究Modern Chemical Research印刷电路板蚀刻及含铜蚀刻废液处理技术研究进展＊刘后传1 戚健剑1 吕照辉1 汤政涛2 于少明2（1.泰兴冶炼厂有限公司 江苏 2254002.合肥工业大学化学与化工学院 安徽 230009）摘要：本文简述了印刷电路板的蚀刻工序、常用蚀刻液的组成，酸性氯化铜蚀刻液的蚀刻机理；介绍了酸性氯化铜蚀刻废液的回收利用方法及回收的主要产品等。
关键词：印刷电路板；蚀刻；酸性氯化铜蚀刻废液；回收中图分类号：TQ 文献标识码：AResearch Progress of Waste Liquid Treatment Technology in Printing Circuit BoardEtching and Copper-Containing EtchingLiu Houchuan 1, Qi Jianjian 1, Lv Zhaohui 1, Tang Zhengtao 2, Yu Shaoming 2(1.Taixing Smelter Co., Ltd., Jiangsu, 2254002.Chemistry and Chemical Engineering College, Hefei University of Technology, Anhui, 230009)Abstract ：This paper briefly describes the etching process of printed circuit board, the composition of commonly used etching solution and theetching mechanism of acidic copper chloride etching solution. The recovery and utilization method of acidic copper chloride etching waste liquid and the main recovered products are introduced.Key words ：printed circuit board ；etching ；acid copper chloride etching waste liquid ；recycling1.PCB蚀刻技术研究现状(1)PCB 蚀刻印刷电路板（Printed Circuit Board，PCB）是电子产品的主要基础零部件，享有“电子产品之母”的美誉。
电化学法改性阳极对MFC性能的影响樊立萍;徐丹丹【摘要】采用不同质量分数的NH4 NO3和( NH4)2 S2 O8溶液作为电解液,对双室微生物燃料电池的阳极炭布进行改性。
以餐厨废水作为阳极底物,以K3[ Fe( CN)6]和NaCl混合溶液为阴极液,考察不同电解液改性阳极条件下微生物燃料电池的产电性能及污水处理效果。
结果表明,采用NH4 NO3或( NH4)2 S2 O8改性炭布作为阳极的微生物燃料电池的发电性能和水处理效果均有改善。
其中,采用质量分数为4%的( NH4)2 S2 O8溶液作为阳极改性电解液时,微生物燃料电池系统的产电性能达到最佳,其稳态电流密度约为60 mA/m2,COD去除率约为42.5%。
%NH4 NO3 and ( NH4 ) 2 S2 O8 with different mass fractions were used as electrolyte to modify the anodic carbon cloth used in a double chamber microbial fuel cell. Using some restaurant wastewater as the anode substrate and the mixed solution of K3 [ Fe( CN) 6 ] and NaCl as catholyte, the power generation performance and wastewater treatment effect of a microbial fuel cell with modified anode by different electrolytes were studied. The experimental results show that the microbial fuel cell with modified anode by NH4 NO3 and ( NH4 ) 2 S2 O8 has a better power generation performance and sewage treatment effect. The power generating ability and the purifying effect of the microbial fuel cell achieve the optimal state with the steady current density of about 60 mA/m2 and the removal rate of COD of about 42. 5% when the (NH4)2S2O8 of 4% mass fraction is used as the modified electrolyte of anode.【期刊名称】《燃料化学学报》【年(卷),期】2016(044)005【总页数】6页(P628-633)【关键词】微生物燃料电池(MFC);电化学改性;阳极;餐厨废水【作者】樊立萍;徐丹丹【作者单位】沈阳化工大学环境与安全工程学院，辽宁沈阳 110142;沈阳化工大学环境与安全工程学院，辽宁沈阳 110142【正文语种】中文【中图分类】TK6能源与环境问题是困扰人类可持续发展的重要因素[1]。
铱-钽氧化物涂层阳极氧化再生酸性蚀刻液曾振欧;李哲;杨华;赵国鹏【摘要】采用Ir-Ta氧化物涂层阳极(DSA)和直流电解法研究了酸性蚀刻液的阳极氧化再生回用过程.酸性蚀刻液在Ir-Ta氧化物涂层阳极的氧化再生过程中发生浓差极化,电极反应速率为Cu+离子扩散传质所控制,极限电流密度与Cu+离子浓度和温度成正比,采用小于或等于极限电流密度的电流密度进行阳极氧化时不析出氯气.酸性蚀刻液阳极氧化再生的电流密度小,槽电压低,电解能耗少,电流效率可达到100%.阳极氧化再生后酸性蚀刻液的蚀刻能力与双氧水再生的相近,完全可以替代双氧水再生.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2010(029)011【总页数】4页(P29-32)【关键词】酸性蚀刻液;铱-钽氧化物涂层阳极;阳极氧化;一价铜离子;再生【作者】曾振欧;李哲;杨华;赵国鹏【作者单位】华南理工大学化学与化工学院,广东,广州,510640;华南理工大学化学与化工学院,广东,广州,510640;华南理工大学化学与化工学院,广东,广州,510640;广州二轻工业科学技术研究所,广东,广州,510170【正文语种】中文【中图分类】X781.1CuCl2–HCl酸性蚀刻液的再生回用对PCB生产企业的节能减排和降低生产成本具有十分重要的意义。
目前大多数PCB生产企业在酸性蚀刻液失效后只能废弃或廉价卖给有回收资质的企业用化学法回收铜，而化学法处理酸性蚀刻废弃液只能回收铜而不能回收盐酸，且回收过程容易对环境造成二次污染[1-4]。
在PCB生产的蚀刻过程中，酸性蚀刻液中的 Cu2+离子与铜箔作用生成Cu+离子，Cu+离子浓度不断升高，Cu2+离子浓度不断降低，则蚀刻能力逐渐降低。
当酸性蚀刻液的蚀刻能力降低到一定程度时就必须进行再生处理。
采用添加双氧水或其他氧化剂可将溶液中的 Cu+离子重新氧化成Cu2+离子，但最终存在废弃蚀刻液[5-7]。
采用电化学法对酸性蚀刻液进行再生处理，则溶液中的Cu+离子在阳极上重新氧化成Cu2+离子，蚀刻过程中产生的多余Cu+离子在阴极上发生电沉积而被回收，蚀刻液体积不变且没有废液产生，有利于保护环境，降低企业生产成本[8-9]。
线路板氯化铜蚀刻废液现场再生利用项目调查评估报告编制单位：**市环境工程咨询服务中心2007年03月12日责任表项目名称：线路板氯化铜蚀刻废液现场再生利用项目调查评估报告委托单位：*******处理站*******环保股份有限公司承担单位：*****市环境工程咨询服务中心法人代表：*** [注册咨询工程师]项目负责人：*** [注册咨询工程师]参加人员：目录一、任务由来线路板被称为电子产品母板，所有的IC、集成电路、电阻、电容的组装均离不开线路板，是为信息产业服务的必不可少的上游供应链，由于深圳市政府高度重视通讯、信息、数码产业发展，在信息产业得到高速发展的同时，作为基础产业的线路板行业也得到长足发展。
深圳市目前已成为我国最重要的线路板生产基地之一，现有线路板生产企业约450家，年总产值达199.9亿元，占全国PCB总产值850亿元的23.5%，从业人员总数超过20万人。
目前线路板生产企业所采用的线路板覆铜板蚀刻工艺，主要有“盐酸+氧化剂蚀刻”和“氨水+氯化铵蚀刻”两种。
前一种生产工艺所产生的蚀刻废液主要含氯化铜和盐酸，呈强酸性，称为酸性氯化铜蚀刻废液；后一种生产工艺所产生的蚀刻废液主要含氯化铜氨络合物和氯化铵，废液呈偏碱性，称为碱性氯化铜蚀刻废液。
两种废液中铜含量约为5%~15%，均属危险废物，潜在价值均很高。
对于蚀刻废液的处理，线路板行业一贯延续的处理方式是将废液交由具有危险废物处理资质的专业公司资源化综合利用，主要是以其为原料生产硫酸铜产品，对于线路板生产企业经济效益相对较低。
***处理站为我国含铜蚀刻废液综合利用技术研究的先行者，历经10年研究开发成功并首先在该站应用，还经过多次技术改造日趋成熟完备，取得了非常良好的经济效益和环境、社会效益，为保障深圳经济与环境的协调持续发展做出贡献。
该技术的基本原理是将印制线路板碱性蚀刻废液与酸性氯化铜蚀刻废液进行中和沉淀，生成的碱式氯化铜沉淀用于生产工业级硫酸铜；沉淀压滤母液用于生产碱性蚀刻液；其余废水经金属铝屑置换去除铜离子，进行蒸发浓缩生产混合铵盐。
印刷电路废液的电解再生新方法
上官荣昌;夏士朋
【期刊名称】《江苏化工》
【年(卷),期】1992(000)003
【摘要】本文提出一种对印刷电路含铜废液进行电解再生、循环使用且无废液排放的新方法。
讨论了酸度、废液中[Fe^(2+)]对电流效率的影响及接触交换的适宜时间。
【总页数】2页(P17-18)
【作者】上官荣昌;夏士朋
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】X798.03
【相关文献】
1.膜电解再生氨性含铜蚀刻废液及氯化亚铜制备技术研究 [J], 保积庆;徐劼
2.金电解废液的再生 [J], 于庆强
3.电路板酸性蚀刻废液电解回收100％的循环再生机 [J], 叶涛
4.KOH活化石墨毡阳极用于印刷电路板蚀刻液的电解再生 [J], 王春振;张文;王宇新
5.印刷电路板腐蚀液的再生和铜回收的新方法 [J], 夏士朋;徐剑峰
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
电化学法再生印刷电路板蚀刻液及石墨毡阳极改性分析
摘要：本文主要针对印刷的电路板电化学方法再生蚀刻液与石墨毡的阳极改性开展深入地研究及探讨，希望可成为今后此类型课题相应研究参考依据。
关键词：电化学法；再生；印刷；电路板；蚀刻液；石墨毡；阳极改性；
前言：
酸性的氯化铜（CuCl2）蚀刻液，主要运用线路板具体印刷蚀刻加工操作各项工艺内。
蚀刻反应进程，该蚀刻液Cu（I）具体的浓度变化情况会处于持续升高状态，进而形成了蚀刻废液。
由于酸性的蚀刻液现有回收技术存在着一定缺陷，如较高的设备成本、电解槽的电压过于高、电极析气等等。
故对印刷的电路板电化学方法再生蚀刻液与石墨毡的阳极改性研究有着迫切需求。
1、蚀刻液再生及铜回收方法
1.1 隔膜电解再生方法
隔膜电解再生方法，它主要是通过多孔膜分隔阴极/阳极室，配用阴极＜阳极总面积手段，阴极内的铜金属有效析出，其阳极Cu（I）在经氧化反应成了Cu （II）。
而经蚀刻的操作工艺后生了蚀刻的废液，通入所在阳极室内，电解再生化可基本实现。
而阴极液，属稀释之后蚀刻的废液。
该阴极液，内含低浓度的Cu （II），可缩减阴极液其阴极当中的沉积铜而产生的化学性质氧化反应。
1.2 离子膜的电解再生方法
离子膜的电解再生方法，主要是用阴离子的交换膜隔离开阴极室及阳极室，配置好小阴极、大阳极，阴极选用不锈钢板，而阳极则为氧化物Ir-Ta涂层电极，其涂层可促使电极电催化的活性提升，处于电流较低密度状态下，并不会有氯气产生，但因阳极成本高，对工业生产会有一定不利影响。
而若阳极面钌及铱的修饰相应镀层类钛板材料，阴/阳极的室内，均设气体集中收集处理的组件，阳极出现析出氯气状况，均进阳极室相应槽中实现气体的吸收，阳极室中液射流也可实现吸收操作，蚀刻液ORP再生效率将得以提升。
离子膜的电解处理方法，能够分隔开阴阳极液，对于Cl-、Cu+、Cu2+等离子迁移可实施有选择性地把控，对电极反应控制可起到促进作用。
但是因此处理方法电压相对较高，IR降促使大量热量产生，需设专门冷却装置，借助特殊DSA阳极替代传统石墨阳极，促使槽内压得以有效降低。
1.3 电解再生常见法
电解池内部并无隔膜，其蚀刻操作的工序内实际产生的蚀刻废液，基本上均直进电解池的内部，接至电流促使电解再生实现。
因电解装置内阳极面积均比阴极面积大，蚀刻液在经电解回收操作后期，Cu（I）自会经相应氧化反应而成Cu （II），相比较于Cu（I）还原反应所形成铜金属的电流实际密度，被氧化成Cu （II）电流的密度相对较低。
配置小阴极、太阳极，能够确保阴极电流的密度比阳极电流的密度高，让阴极的电流实际反应快速越过Cu（I），再被还原反应为Cu（II），阴极内沉积出相应金属铜。
阴极为圆柱类型石墨，石墨板阳极电解池中内壁固定好，阳极石墨板对应好所有石墨柱阴极。
阴极石墨柱连至传送带逐步缓移，电解装运行工况条件，石阴极墨柱自身自会经阳极石墨板。
石墨柱，逐步经电解槽面已沉积铜的粉，传送装置缓移、进至到水洗的槽当中，阴极内铜粉，其在相应分离处理槽内刷出。
圆柱石墨，阴极边角不尖锐，阴极的电流具体密度呈小幅度变化，电压呈不均匀分布状态，无法防止阳极析出氯气。
那么，以此为基础改进与优化电解池，把阴极设为旋转辊，辊圆周面属于钛片，而阳极则是贵
金属的涂层电极，阴极及阳极面积比例为1：7.5。
电解及再生的废液，阴极辊浸
没于电解液，剩余则处暴露状态，其阴极的辊缓旋运行，周边的刮刀集中采集所
有沉积铜。
电极期间有氯气产生，经收集处理后应用在氧化的蚀刻槽内作为一价铜，由于电解期间有氯气产生，极易引发环境污染问题状况。
故在PCB厂家很少
应用此方法来回收蚀刻液。
2、石墨毡的阳极改性方法
2.1 科学引入杂性原子
（NH4）2SO4的溶液内把浸泡石墨毡内电极，促进电化学性质氧化的活化反
应出现，石墨毡自身纤维表面中的N/C增加明显，运用至微生物类燃料电池当中，其实际输出最大功率会从原有283mW•m-2上升至608mW•m-2。
以NH3O2为基
础条件，热处理石墨毡，该石墨毡自身纤维表面的O、N实际含量各提升至32%、8%，碳纤维的表面实际氧及氮的官能团均明细增加，电子处于电极及电解液操作
界面实际转速率得以提升。
通过试剂Fenton进行石墨毡处理操作，经XPS、红外
的测试表明，石墨毡的纤维表，含羟基性官能的团增加，石墨毡改性用至液流的
电池，电压率及电池的库伦率等均得以显著提升。
依次把石墨毡浸泡于聚吡咯乙
醇溶液、硝酸钴的溶液内，而后，处于900℃及Ar环境下实施热处理操作，该石
墨毡自身纤维表面所氮含量明显增至5.55%，把经改性处理后的石墨毡安置于液
流电池内，电流密度处于150mA•cm-2状态下，与最初石墨毡放电容量相比，增
至210%。
2.2 碳纳米管的修饰处理
分散碳纳米多壁的管膜溶液内浸泡该石墨毡，经一段时间取出予以烘干处理。
借助粘合作用，分散碳纳米多壁纳米管必将粘着在该管膜的碳纤维面上。
经改性
处理之后，该石墨毡可当成是全钒液流的电池电极材料，其电池的能力效率及库
伦效率自原有77.0%、90.4%逐渐提升至82.1%、93.8%；把含有着2.5wt%二茂铁
乙二胺为基本碳源，以化学气相性沉积法，促进石墨毡内可实现氮掺杂碳的纳米
管生长，把电极材料N-CNT/GF应用至全钒液流的电池中，该电池性能显著提高；碳源若是乙炔，硝酸镍标准溶液内浸泡碳毡可获镍基本源。
高温分解其碳毡面所
有硝酸镍，H2还原成金属性质纳米的颗粒Ni。
升温成乙炔，在高温分解后，自
会形成相应碳氢性质的分子，快速沉积金属材质纳米颗粒Ni面。
经金属材质纳米颗粒Ni的催化，碳纳米类纤维及管形成。
碳毡，其碳纤维面长出碳纳米类型纤维及米管，而碳毡所发生电化学的反应强烈。
碳的纳米纤维多有缺陷，碳离子边缘
高活性力，溶液钒的离子电供给着活性的位点。
该碳纳米材质管导电性强，极快
地转移其自身电化学该反应，进而促使电子产生。
故而，碳毡经过改性处理后，
可具备较强活性。
2.3 KOH活化
借助KOH活化阳极改性处理方法，处理石墨的纳米纤维，获石墨多孔纳米类
型纤维，研究后表明随活化升温，多孔纳米的纤维自身BET的比面积持续增长。
经XRD综合分析后表明，C（002）具体峰值能随活化升温而骤降，石墨片的具体
片层结构不够规则，石墨片的片层实际间距会有所提升。
3、结语
综上所述，通过以上分析论述后我们对于印刷的电路板电化学方法再生蚀刻
液与石墨毡的阳极改性处理，均能够有了更加深入地认识及了解。
从总体上来说，经印刷的电路板电化学方法再生蚀刻液与石墨毡的阳极改性处理后，不仅可有效
提升印刷的电路板电化学方法再生蚀刻液与石墨毡的阳极处理效果，还能够尾喉
今后蚀刻液的再生及铜的回收处理技术有效应用及发展奠定基础，但由于我国现阶段对此类课题研究相对较少，各项技术手段及方式还存在着一些不足之处，还需得到广泛关注及进一步地研究，以便于对印刷的电路板电化学方法再生蚀刻液与石墨毡的阳极改性处理方案进行更为科学合理地优化。
参考文献：
[1]王春振，张文，王宇新.KOH活化石墨毡阳极用于印刷电路板蚀刻液的电解再生[J].化学工业与工程，2018，29（15）：199-203.
[2]徐海清，钟洪胜，袁国伟.电化学法再生酸性氯化铜蚀刻液评述[J].电镀与涂饰，2017，30（19）：344-347.
[3]吉小庆，王宇新.氮掺杂石墨毡用做电化学回收酸性蚀刻液阳极[J].化学工业与工程，2016，17（25）：503-505.。
