利用电镀污泥-蛋壳膜制备电极材料的方法

一种电镀污泥-蛋壳膜制备电极材料的方法。所述方法采用酸碱处理将电镀污泥中的重金属离子浸出，并将蛋壳膜吸附金属离子后进行碳化，形成碳化蛋壳膜-纳米粒子复合材料，应用于电化学领域。本发明的制备方法所用的禽蛋膜材料作为日常废弃物得以重复利用，通过工业废物电镀污泥资源化处理，不但缓解环境污染，而且使废物得到充分利用，实现资源化再生利用的目的，且制作方法简单、成本低廉。蛋壳膜碳化后形成三维多孔交联结构以及纳米颗粒的微观尺度效应及导电性、良好的生物相容性，共同提高了材料的导电性，增大了材料的比表面积。这种材料可以广泛用作储能设备的电极材料、吸附材料、生物传感器和电吸附除盐电极材料等。

1.一种利用电镀污泥-蛋壳膜制备电极材料的方法，包括如下步骤： (1)将蛋壳冲洗干净后，分离出蛋壳膜，干燥； (2)将电镀污泥与水混合，搅拌形成电镀污泥流体； (3)将电镀污泥流体进行酸碱浸出处理； (4)将蛋壳膜放入到浸出处理得到的金属离子液中浸泡，干燥； (5)在保护气氛中碳化处理。 
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述蛋壳为禽类蛋壳，优选为鸡蛋壳、鸭蛋壳、鹅蛋壳、鹌鹑蛋壳中的一种或两种以上的组合； 优选地，所述冲洗用水进行。 
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述分离通过在酸溶液中浸泡进行； 优选地，所述酸为盐酸、硝酸、磷酸、硫酸等中的一种或两种以上的混合物； 优选地，所述酸溶液氢离子的浓度为0.01～10mol/L，优选为1～2mol/L； 优选地，所述浸泡的时间为0.1～2h，优选为0.5～1h。 
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中干燥前进行漂洗； 优选地，所述的干燥通过在室温下鼓风干燥。 
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)的电镀污泥破碎为粒径为15mm以下的小颗粒； 优选地，所述电镀污泥与水的体积比为1：2～5，优选为1：2～3。 
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述 浸出处理采用酸或碱进行反应； 优选地，所述碱溶液为氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液或尿素溶液中的一种或两种以上的混合物； 优选地，所述酸溶液为盐酸、硝酸或硫酸中的一种或两种以上的混合物； 优选地，所述电镀污泥流体与酸或碱的体积比为1：1～3，优选为1：1.5～2。 
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述浸出的反应温度为30～100℃，优选为30～60℃； 优选地，所述浸出的反应压力为1～10MP，优选为1～3MP； 优选地，所述浸出处理的次数为1～8次，优选为5次。 
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中浸泡的时间为2～10h，优选为2～5h； 优选地，所述干燥的温度为60～90℃，优选为80℃；所述干燥的时间为2-6h，优选为4h。 优选地，升温至干燥温度的升温速率为2-10℃/5min，优选为5℃/5min；所述升温的时间为0.5-3h，优选为1h。 
9.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述保护气氛为氮气、氩气、氦气、氢气或一氧化碳等中的一种或两种以上的混合，优选为氮气； 优选地，所述保护气氛的气体流量为50～300mL/h，优选为100～200mL/h。 
10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述碳化处理的温度为500～1000℃，优选为600～800℃； 优选地，所述碳化处理的时间为0.01～10h，优选为2h； 优选地，所述碳化处理时的升温速率为1～20℃/min，优选为5～15℃/min。