一种高效降解卡马西平的方法技术

本发明专利技术公开了一种高效降解卡马西平的方法，该方法是回收利用废旧锂离子电池失活正极材料中的LiCoO

【技术实现步骤摘要】
一种高效降解卡马西平的方法
本专利技术涉及一种高效降解卡马西平的方法，属于污水处理

技术介绍
随着锂离子电池的需求增长，生产大量的锂离子电池必将会产生大量的电子废弃物。如果这些废旧电池能够回收利用，将会给社会带来巨大的经济效益。卡马西平(carbamazepine，CBZ)是一种镇痛和抗精神病的药物，被广泛用于治疗癫痫、外周神经痛和治疗神经源性尿崩症等人类疾病。这些药物被服用后，CBZ及其代谢产物随排泄物进入环境。由于CBZ具有“抗生物降解性”使得污水处理厂的常规生物处理方法难以将其有效去除，最终被排放到自然水体中，对人类的健康和水生生态环境造成影响。近些年，随着分析技术的快速发展，人们在污水处理厂、地表水、地下水甚至饮用水中检测到了CBZ及其代谢产物的存在。虽然其检测浓度很低(ng/L～μg/L)，但具有的“伪持久性”使其在水环境中长期存在，难降解并具有潜在毒性，对环境中的水生生物及人类健康构成了潜在威胁，因此，需寻找高效可行的处理方法以将其从废水中去除。目前，被广泛应用的污水处理技术有混凝法、活性炭吸附、臭氧氧化、膜处理技术、活性污泥法等。混凝法优点在于设备简单，维修操作易于掌握，处理效果好，但需要不断向污水中投药，运行费用较高，沉渣量大，且脱水困难。活性炭吸附机械强度高，吸附速度快，净化度高，不易脱粉，使用寿命长；但有机物的吸附过程中活性炭受孔径分布和有机物特性的影响较大，同样大小的有机物，溶解度越大、亲水性越强，活性炭对它的吸附性越差。臭氧氧化优点是污水处理后，污水中残存的臭氧容易分解，无二次污染，并可增加水中的溶解氧；但投资大，运行成本高。膜处理技术选择性好适应性强。膜技术虽然浓缩成本低，但不能将产品浓缩成干物质。活性污泥法应用较为广泛，污水中的有机污染物被活性污泥吸附，被微生物群体分解，使污水得到净化。但污泥混合液中需要有足够的溶解氧才能保证其运行。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高效降解卡马西平的方法，其特征在于：回收利用废旧锂离子电池失活正极材料中的LiCoO2作为催化剂，在亚硫酸氢钠或过硫酸氢钾存在条件下，在常温、常压下催化降解水体中的卡马西平，实现无机污染物和有机污染物的协同转化，达到以废治废得目的。所述LiCoO2催化剂的回收方法如下：（1）将废旧锂离子电池置于质量浓度4～6%的NaCl溶液中进行浸泡放电，然后将废旧锂离子电池干燥，手工拆解、剥离获得正极；（2）将正极剪成块，放入坩埚中，然后置于马弗炉中，在600～700℃下反应5h后，取出正极，剥离正极上负载物，研磨，即得LiCoO2催化剂；步骤（2）中以10～15℃/min的升温速率升温至600～700℃；所述LiCoO2催化剂的添加量为0.4～1g/L，亚硫酸氢钠的添加量为1～5mmol/L，过硫酸氢钾的添加量为0.5～1mmol/L。将上述方法制得的LiCoO2催化剂、亚硫酸氢钠或过硫酸氢钾放置于含有卡马西平的水体中，在常温、常压下催化降解水体中的卡马西平，并用紫外-可见分光光度法测量CBZ溶液的吸光度并计算其去除率。本专利技术方法的优点为：（1）本专利技术中LiCoO2催化剂回收工艺容易简单，适合批量回收；（2）本专利技术LiCoO2催化剂不溶于水，以其代替传统金属离子作为催化剂，不仅扩宽了传统金属离子催化体系实际应用pH的限制，还可以回收重复利用；（3）LiCoO2催化剂协同亚硫酸氢钠或过硫酸氢钾降解水中传统方法难以去除的卡马西平，且催化剂廉价易得，运行成本低，对环境治理具有重要意义；（4）废旧锂离子电池失活正极材料作为催化剂循环利用，避免了传统失活正极材料中贵金属Co的回收技术成本高、能耗大、二次污染等问题。附图说明图1为实施方式1回收的LiCoO2催化剂的活性图；图2为实施方式2回收的LiCoO2催化剂的活性图；图3为实施方式3回收的LiCoO2催化剂的活性图；图4为实施方式4回收的LiCoO2催化剂的活性图；图5为实施方式5回收的LiCoO2催化剂的活性图；图6为实施方式6回收的LiCoO2催化剂的活性图。具体实施方式为了使本专利技术的技术方案更加清楚明白，下面将用实施方式具体给予详细说明，但本专利技术的内容不只局限于所列举的实施方式的范围。实施例1：本高效降解卡马西平的方法如下：（1）将废旧锂离子电池置于质量浓度5%的NaCl溶液中进行浸泡放电24h，然后将废旧锂离子电池干燥，手工拆解、剥离获得正极片；（2）将正极片剪成4cm×5cm大小，放入坩埚中，然后置于马弗炉中，在600℃（10℃/min）下反应5h后，取出正极，剥离正极上负载物，研磨，即得LiCoO2催化剂；（3）将LiCoO2催化剂用于处理卡马西平溶液，按LiCoO2催化剂添加量为0.8g/L的比例将催化剂添加到浓度为2.5mg/L的卡马西平溶液中，亚硫酸氢钠添加量分别为1mmol/L、2mmol/L、5mmol/L、10mmol/L，在20～30℃下降解反应60min，每间隔10min取样，用紫外-可见分光光度法测量CBZ溶液的吸光度并计算卡马西平的去除率，结果见表1、图1；从结果可以看出，LiCoO2催化剂与亚硫酸氢钠协同催化降解卡马西平，在10min内去除率分别为66.39%、46.67%、0%、0%，60min内去除率分别为69.67%、68.33%、20.66%、0%。实施例2：本高效降解卡马西平的方法如下：（1）将废旧锂离子电池置于质量浓度4%的NaCl溶液中进行浸泡放电24h，然后将废旧锂离子电池干燥，手工拆解、剥离获得正极片；（2）将正极片剪成4cm×5cm大小，放入坩埚中，然后置于马弗炉中，在650℃（10℃/min）下反应5h后，取出正极，剥离正极上负载物，研磨，即得LiCoO2催化剂；（3）将LiCoO2催化剂用于处理卡马西平溶液，按LiCoO2催化剂添加量分别为0.4g/L、0.6g/L、0.8g/L、1.0g/L的比例，将催化剂添加到浓度为2.5mg/L的卡马西平溶液中，亚硫酸氢钠添加量为1mmol/L，在20～30℃下降解反应60min，每间隔10min取样，用紫外-可见分光光度法测量CBZ溶液的吸光度并计算卡马西平的去除率，结果见表1、图2；从结果可以看出，LiCoO2催化剂与亚硫酸氢钠协同催化降解卡马西平，在10min内去除率分别为0%、52.07%、64.23%、51.61%，60min内去除率分别为63.03%、68.60%、73.98%、56.45%。实施例3：本高效降解卡马西平的方法如下：（1）将废旧锂离子电池置于质量浓度6%的NaCl溶液中进行浸泡放电24h，然后将废旧锂离子电池干燥，手工拆解、剥离获得正极片；（2）将正极片剪成4cm×5cm大小，放入坩埚中，然后置于马弗炉中，在660℃（10℃/min）下反应5h后，取出正极，剥离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效降解卡马西平的方法，其特征在于：回收利用废旧锂离子电池失活正极材料中的LiCoO

【技术特征摘要】
1.一种高效降解卡马西平的方法，其特征在于：回收利用废旧锂离子电池失活正极材料中的LiCoO2作为催化剂，在亚硫酸氢钠或过硫酸氢钾存在条件下，在常温、常压下催化降解水体中的卡马西平，实现无机污染物和有机污染物的协同转化，达到以废治废得目的。


2.根据权利要求1所述的高效降解卡马西平的方法，其特征在于，LiCoO2催化剂的回收方法如下：
（1）将废旧锂离子电池置于质量浓度4～6%的NaCl溶液中进行浸泡放电，然后将废旧锂离子电池干燥，手工拆解、剥离获得正极；
（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：高晓亚，王熙，罗永明，龚超，王浩，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53