專利名稱：廢棄印刷線路板富集貴金屬同時合成Cu<sub>2</sub>O/TiO<sub>2</sub>納米光催化劑的工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及廢舊電器板卡合成納米功能材料，屬于環(huán)境保護與資源綜合利 用技術領域的固體廢棄物資源化利用新技術，尤其適合于電子電器廢料的高附 加值資源化利用。
背景技術：
廢棄印刷線路板是電子廢棄物的重要組成部分，其資源化利用是電子廢棄 物處理處置中的關鍵問題之一。廢棄印刷線路板中含有超過20%的有色金屬Cu、 貴金屬和多種其它重金屬，還含有溴代阻燃劑等有毒有機物。因此，對于廢棄 線路板的環(huán)境友好型資源化利用世界各國面臨的重大環(huán)境問題。
目前，對于廢棄印刷線路板資源化利用的主要方式是首先焚燒除去其中的有 機物，然后用富集了貴金屬和多種重金屬的焚燒殘渣通過濕法或火法冶金的技 術回收貴金屬和有價金屬。這種方法對環(huán)境會造成嚴重的污染。近年來發(fā)展起 來的機械法處理廢棄印刷線路板，可以同時得到無機和有機富集體，但是仍然 無法有效地除去廢棄印刷線路板中的含溴有機物和重金屬。因此，迫切需要開 發(fā)新型環(huán)保高效的廢棄印刷線路板處理技術，同時回收其中的有價材料和去除 有害物質(zhì)，以推進電子廢棄物污染控制的進程。
本發(fā)明結合廢棄印刷線路板的組成特點，采用新興的超臨界水氧化技術配 合電動力學技術，對廢棄印刷線路板首先進行超臨界水氧化預處理，分解其中 的有機物，再用殘渣造液，富集貴金屬并分離賤金屬，然后采用電動力學技術 將溶液中的Cu沉積在納米Ti02表面，合成具有優(yōu)良光催化性能的催化材料，實 現(xiàn)廢棄印刷線路板的高附加值資源化利用。以廢棄印刷線路板為原料，采用超臨界水處理聯(lián)合電動力學處理，將貴金
屬富集，同時選擇性地把Cu以Cii20的形式負載在納米Ti02表面，合成高活性光 催化劑。具體工藝包括兩個部分，即超臨界水氧化預處理部分和電動力學合成 部分。在超臨界水預處理過程中將線路板中的有機組分分解實現(xiàn)金屬元素的富 集，然后用鹽酸造液，使Cu和其它賤金屬進入溶液，而貴金屬則富集在殘渣中； 造液后進入電動力學合成工序，選擇性地將Cu負載在納米Ti02表面，通過測定 發(fā)現(xiàn)負載的Cu以Cu20的形式存在。合成的光催化劑的活性優(yōu)于商業(yè)P25的的活 性。合成的新型光催化劑的活性受超臨界水處理條件和電動力學反應條件的雙 重影響，尤其受Cu02負載量的影響。下面結合說明書附圖及實施方案進一步闡 述本發(fā)明的內(nèi)容。
圖1電動力學反應裝置示意圖。
圖2納米Cu20ZTi02顆粒的透射電鏡圖片。
圖3納米CU20/Ti02光催化劑對靛藍的催化降解效果圖。圖中各字母分別代 表(a) 0120負載量0.67%; (b) CU20負載量1.92%; (c) Cu20負載量3. 24%; (d)Cii20負載量4. 53%; (e)Cu20負載量6. 78%; (f )Cu20負載量9. 06°/。； (g) 商業(yè)P25。
具體實施例方式
首先將廢棄線路板上的電子元器件拆除，然后將線路板剪切粉碎至lmm以 下。取一定量粉末加入316合金超臨界水反應釜中，隨后按比例加入水，廢棄 印刷線路板粉末與水的比例是l:20，然后按懸濁液體積的2%加入純度為30 wt. % 的HA，再加入少量NaOH以捕捉反應過程中產(chǎn)生的溴。密封后，在反應溫度為713K、壓強為25 MPa的條件下超臨界處理1小時，此時可降解的有機組分可以 全部分解為C02和H20。自然冷卻后取出，抽濾分離，收集殘渣，然后進入電動 力學合成工序。
按圖1所示，將殘渣放入反應槽內(nèi)，加入1MHC1溶液，同時將分散有納米 P25顆粒的1M HC1懸濁液加入陰極室，P25分散量根據(jù)廢棄線路板殘渣中Cu含 量和擬負載量計算確定，另外在陽極室加入適量1MHC1溶液。反應過程中反應 槽內(nèi)和陰極室均需進行連續(xù)磁轉子攪拌，操作電流為20 mA/cm2、電位梯度為 0.4V/cm、處理時間為6小時。反應結束后取出陰極電解液，離心分離固體顆粒， 蒸餾水洗滌3次，真空干燥后即得產(chǎn)品(圖2)。由圖3可以看出，所得產(chǎn)品對 靛藍的降解效率明顯優(yōu)于商業(yè)P25。反應結束后反應槽中剩余固體組分即為富集 了貴金屬的殘渣，可以進一步進行貴金屬分離冶煉。
權利要求
1.廢棄印刷線路板富集貴金屬同時合成納米Cu2O/TiO2高活性光催化劑的工藝，其特征在于在超臨界水預處理過程中將線路板中的有機組分分解實現(xiàn)金屬元素的富集，然后通過造液使Cu和其它賤金屬進入溶液，而貴金屬則富集在殘渣中；造液后通過電動力學反應選擇性地將Cu以Cu2O的形式負載在納米TiO2表面，合成高活性納米光催化劑。
2. 根據(jù)權利要求書1所述的廢棄印刷線路板富集貴金屬同時合成納米 Cll20/Ti02高活性光催化劑的工藝，，其特征是超臨界水反應過程中廢棄印刷線 路板粉末與水的比例是l: 20，按懸濁液體積的2%加入純度為30 Wt.e/。的H202， 再加入少量NaOH以捕捉反應過程中產(chǎn)生的溴。超臨界反應溫度為713K、壓強為 25 MPa、反應時間為1小時。
3. 根據(jù)權利要求書1所述的廢棄印刷線路板富集貴金屬同時合成納米 Cii20/Ti02高活性光催化劑的工藝，其特征是電動力學反應過程中電解液為1M HC1溶液；超臨界水處理后的殘渣直接放入反應槽內(nèi)然后加入1M HC1;陰極室 加入的是分散有納米P25顆粒的1M HC1懸濁液；反應過程中反應槽內(nèi)和陰極室 均需進行連續(xù)磁轉子攪拌。
4. 根據(jù)權利要求書1所述的廢棄印刷線路板富集貴金屬同時合成納米 Cii20/Ti02高活性光催化劑的工藝，，其特征是電動力學反應的操作電流為20 mA/cm2、電位梯度為0. 4V/cm、處理時間為6小時。
全文摘要
本發(fā)明確立了一種富集廢棄印刷線路板中的貴金屬同時合成納米Cu<sub>2</sub>O/TiO<sub>2</sub>高活性光催化劑的工藝流程。具體包括兩個部分，即超臨界流體氧化預處理部分和電動力學合成部分。在超臨界預處理過程中將線路板中的有機組分分解實現(xiàn)金屬元素的富集，然后通過造液使Cu和其它賤金屬進入溶液，而貴金屬則富集在殘渣中；造液后借助電動力學反應選擇性地將Cu以Cu<sub>2</sub>O的形式負載在納米TiO<sub>2</sub>表面合成光催化劑，其活性優(yōu)于商業(yè)P25。
文檔編號B01J37/00GK101608263SQ20091008826
公開日2009年12月23日 申請日期2009年7月13日 優(yōu)先權日2009年7月13日
發(fā)明者修福榮, 張付申 申請人:中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心