一种海绵铁除氧滤料改性方法技术

一种海绵铁除氧滤料改性方法，包括如下步骤：(1)使用金属盐、金属离子络合剂、pH调整剂配制金属化学镀液，所述金属为电极电势高于铁的金属；(2)将所述配制好的金属化学镀液的温度保持在20-80℃，称取一定量的海绵铁滤料并浸入到金属化学镀液中进行化学镀改性。本发明专利技术通过化学镀的方法在海绵铁基体上形成腐蚀微电池，不仅能够大幅提高现有海绵铁滤料的除氧性能，而且具有制备工艺简单、周期短、成本低廉、无污染、原料无毒、使用过程中无需联氨等除氧药剂进行再生等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
海绵铁又称为直接还原铁或金属化球団，由活性铁(Fe)和碳化铁(Fe3C)及ー些杂质组成，其中活性铁含量通常在98%以上，其内部呈疏松多孔结构，比表面积(指単位质量物料所具有的总面积)较大。海绵铁的除氧原理是海绵铁内分散的极小颗粒状态的Fe3C及杂质会与活性铁构成腐蚀微电池，其中Fe3C及杂质作为微阴扱，活性铁作为微阳扱，微阳极会发生氧化反应而消耗掉氧，达到除氧的目的，其反应式为2Fe+2H20+02 — 2Fe2++40F 4Fe2++80r+2H20+02 — 4Fe (OH) 3 I海绵铁除氧具备以下优点①避免使用大量的化学除氧药品，无毒、不污染环境；②常温、常压运行，操作容易，无须专人看守设备结构简单、可靠，设备费用低廉，施工、维护费用少；④设备低位安装，体积小，占地面积少，一次性投资少。(參见陈军，王铁钢常温活性海绵铁除氧剂及除氧器的研制.エ业锅炉，2000 (3) :28 30)但是，面对ー些行业日趋严格的给水溶解氧含量的要求，现有的海绵铁的除氧能力已不能满足要求，虽然使用现有的除氧树脂也可获得较好的除氧效果，但在运行中需要定期加入大量的联氨以及铜盐再生，其制备原料不仅为苯酚、甲醛以及联氨等有毒试剂，而且其使用成本较高，限制了其应用范围。因此对本身性能优异且价格低廉的海绵铁进行适当改性、进ー步提高其除氧能力就更具有现实意义。
技术实现思路
本专利技术提供，其用化学镀技术对海绵铁滤料表面进行改性处理，以提高海绵铁的除氧能力。，包括如下步骤(I)使用金属盐、金属离子络合剤、pH调整剂配制金属化学镀液，所述金属为电极电势高于铁的金属；(2)将所述配制好的金属化学镀液的温度保持在20_80°C，称取一定量的海绵铁滤料并浸入到金属化学镀液中进行化学镀改性。本专利技术通过化学镀的方法在海绵铁基体上形成腐蚀微电池，増加了海绵铁中微阴极的面积，利用电偶腐蚀加快海绵铁基体耗氧速度，以提供一种操作简单、制备周期短、成本低廉、无环境污染、效率高且无需使用联氨等有毒试剂再生的除氧滤料，不仅能够大幅提高现有海绵铁滤料的除氧性能，而且具有制备エ艺简单、周期短、成本低廉、无污染、原料无毒、使用过程中无需联氨等除氧药剂进行再生等优点。附图说明图I是对海绵铁滤料进行除氧性能测试的工艺流程示意图。具体实施例方式电极电势高于铁的金属有铜、银、镍、钼、金、钴、铅、锡、镉、钯、铑等，下面将结合具体实施例对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例I :本实例中电极电势高于铁的金属选取为铜，相应的金属盐为铜盐、金属离子络合剂为铜离子络合剂，金属化学镀液为化学镀铜液。所述铜盐选自硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、碳酸铜、酒石酸铜、焦磷酸铜、醋酸铜、氢氧化铜中的至少一种，本实例以硫酸铜为例进行说明；所述铜离子络合剂选自酒石酸钾钠、焦磷酸钾、醋酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠、EDTA、HEDP、ATMP、三乙醇胺、甘油、氨二乙酸、氨三乙酸中的至少一种，本实施例以柠檬酸钠为例进行说明；PH调整剂选自硫酸、硝酸、氢氧化钠、氢氧化钾、 有机酸中的至少一种，本实施例以磷酸为例进行说明；还可加入添加剂，所述添加剂选自2，2'联吡啶、硫脲、对苯二酚、氰化钾、铁氰化钾、镍氰化钾、若丹宁、碘化钾、丙腈中的至少一种，本实施例以2，2'联吡啶为例进行说明。采用平均粒径为l-2mm的海绵铁滤料作为化学镀铜改性基体。称取45克硫酸铜，80克柠檬酸钠，0. 05克2，2'联吡啶，量取磷酸60毫升，配制成500毫升的化学镀铜液。将配制好的镀铜液移入I升烧杯中，用水浴加热到40°C。称取500克海绵铁滤料，首先用自来水冲洗去除海绵铁表面的灰分，接着用去离子水冲洗去除海绵铁表面的杂质离子，最后将海绵铁浸入到镀铜液中进行化学镀铜改性，持续搅拌下控制镀铜时间为5-300秒。海绵铁滤料除氧性能的测试工艺流程如图I所示，将上述经化学镀铜改性处理的其中一种海绵铁滤料填充到高为500mm，直径为O 50mm除氧器内，填充高度约为170mm。将去离子水(原水)注入水箱，经泵打入装有改性海绵铁滤料的除氧器，以20L 的流量、OMPa的进水压力使去离子水流经除氧器后流出。水中溶解氧含量的测量采用在线溶解氧分析仪。改性海绵铁在除氧前需彻底清洗，直到出水澄清为止。通过打开阀门K2，闭合阀门Kl、K3实现对原水溶解氧含量的测量；通过闭合阀门K2，打开阀门Kl、K3实现对海绵铁除氧水中溶解氧含量的测量。经测试发现，原水溶解氧含量基本稳定在9. 98ppm附近，未经改性处理的海绵铁，其除氧水中溶解氧含量为I. 92ppm，而经改性处理的海绵铁，其除氧水中溶解氧含量为251. 9ppb，化学镀铜改性后可使海绵铁的除氧能力大幅提高。实施例2 :本实例中电极电势高于铁的金属选取为铜，相应的金属盐为铜盐、金属离子络合剂为铜离子络合剂，金属化学镀液为化学镀铜液。本实施例的铜盐选取氯化铜，铜离子络合剂选取HEDP，pH调整剂选取氢氧化钠，还可加入添加剂，本实施例选取2,2'联吡啶。较佳的，当化学镀铜液为碱性时，在配制金属化学镀液时还可加入还原剂，所述还原剂选自甲醛、次磷酸钠、氢基硼烷、硼氢化钾中的至少一种，本实施例以甲醛为例进行说明。采用平均粒径为l_2mm的海绵铁滤料作为化学镀铜改性基体。称取5克氯化铜，40克HEDP，10毫升37%甲醛，0. I克2，2'联吡啶，加入氢氧化钠使pH值为13，配制成500毫升的化学镀铜液。将配制好的镀铜液移入I升烧杯中，用水浴加热到40°C。称取500克海绵铁滤料，首先用自来水冲洗去除海绵铁表面的灰分，接着用去离子水冲洗去除海绵铁表面的杂质离子，最后将海绵铁浸入到镀铜液中进行化学镀铜改性，持续搅拌下控制镀铜时间为15分钟。海绵铁滤料除氧性能的测试エ艺与实施例I相同，在此不再赘述。经测试发现，原水溶解氧含量基本稳定在9. 98ppm附近，未经改性处理的海绵铁,其除氧水中溶解氧含量为I. 92ppm，而经改性处理的海绵铁，其除氧水中溶解氧含量为436. 6ppb，化学镀铜改性后可使海绵铁的除氧能力大幅提闻。实施例3 :本实例中电极电势高于铁的金属选取为银，相应的金属盐为银盐、金属离子络合剂为银离子络合剤，金属化学镀液为化学镀银液。所述银盐选自硫酸银、硝酸银、碘化银中的至少ー种，本实施例以硝酸银为例进行说明；所述银离子络合剂选自酒石酸、 醋酸钠、醋酸钾、碘化钾、六次甲基四肢、2，2'联吡啶、邻菲啰啉、吡啶、EDTA, EGAT, DTPA,HEDTA、DEA、TEA、硫脲、氨三こ酸、氨ニこ酸、氨基こ酸、こ酸中的至少ー种，本实施例以醋酸钾为例进行说明，所述PH调整剂选自硫酸、硝酸、氢氧化钠、碳酸钠中的至少ー种，本实施例以硫酸为例进行说明，可加入所述添加剂选自硫代硫酸钠、烟酸、柠檬酸钾中的至少ー种，本实施例以烟酸为例进行说明。采用平均粒径为l_2mm的海绵铁滤料作为化学镀银改性基体。称取10克硝酸银，30克醋酸钾，20克烟酸，量取30毫升硫酸，配制成500毫升的化学镀银液。将配制好的镀银液移入I升烧杯中，用水浴加热到30°C。称取500克海绵铁滤料，首先用自来水冲洗去除海绵铁表面的灰分，接着用去离子水冲洗去除海绵铁表面的杂质离子，最后将海绵铁浸入到镀银液中进行化学镀银本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海绵铁除氧滤料改性方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)使用金属盐、金属离子络合剂、pH调整剂配制金属化学镀液，所述金属为电极电势高于铁的金属；(2)将所述配制好的金属化学镀液的温度保持在20？80℃，称取一定量的海绵铁滤料并浸入到金属化学镀液中进行化学镀改性。

【技术特征摘要】
1.一种海绵铁除氧滤料改性方法，其特征在于包括如下步骤 (1)使用金属盐、金属离子络合剂、PH调整剂配制金属化学镀液，所述金属为电极电势闻于铁的金属； (2)将所述配制好的金属化学镀液的温度保持在20-80°C，称取一定量的海绵铁滤料并浸入到金属化学镀液中进行化学镀改性。2.如权利要求I所述的海绵铁除氧滤料改性方法，其特征在于所述电极电势高于铁的金属为铜、银、镍、钼、金、钴、铅、锡、镉、钮、错中的一种。3.如权利要求2所述的海绵铁除氧滤料改性方法，其特征在于当所述电极电势高于铁的金属为铜时，相应的金属盐为铜盐、金属离子络合剂为铜离子络合剂，金属化学镀液为化学镀铜液。4.如权利要求3所述的海绵铁除氧滤料改性方法，其特征在于所述铜盐选自硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、碳酸铜、酒石酸铜、焦磷酸铜、醋酸铜、氢氧化铜中的至少一种，所述铜离子络合剂选自酒石酸钾钠、焦磷酸钾、醋酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠、EDTA、HEDP、ATMP、三乙醇胺、甘油、氨二乙酸、氨三乙酸中的至少一种，所述pH调整剂选自硫酸、硝酸、氢氧化钠、氢氧化钾、有机酸中的至少一种。5.如权利要求2所述的海绵铁除氧滤料改性方法，其特征在于当所述电极电势高于铁的金属为银时，相应的金属盐为银盐、金属离子络合剂为银离子络合剂，金属化学镀液为化学镀银液。6.如权利要求5所述的海绵铁除氧滤料改性方法，其特征在于所述银盐选自硫酸银、硝酸银、碘化银中的至少一种，所述银离子络合剂选自酒石酸、醋酸钠、醋酸钾、碘化钾、六次甲基四胺、2，2'联吡啶、邻菲啰啉、吡啶、EDTA、EGAT、DTPA、HEDTA、DEA、TEA、硫脲、氨三乙酸、氨二乙酸、氨基乙酸、乙酸中的至少一种，所述pH...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐波，贾铭椿，门金凤，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：