[發明專利]高效去除雜環化合物的多相電催化工業廢水處理裝置

無效

• 申請號: 201310525761.4
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103539228A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 豆俊峰;秦偉;丁愛中;許新宜;鄭蕾
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于高濃度有機廢水的電化學處理技術領域，具體涉及一種高效去除雜環化合物的多相電催化工業廢水處理裝置。

背景技術

電催化氧化技術通過產生羥基自由基等強氧化性的活性基團來降解廢水中的有機污染物，具有無二次污染、成本低、適用性強、效率高等特點，在處理高濃度、難生化降解廢水方面具有應用潛力。為增強難生化降解廢水的電催化處理效果，提高電解槽單位體積有效反應面積、傳質效果和電流效率是非常關鍵的問題，因此需要開發新型高效的電催化反應器。同時，將反應器的開發和與之相匹配的電極制備相結合進行，使電極的催化效率得到充分發揮是目前研究的重點之一。因此選擇適合的電極材料和對其改性，以改善電極的表面催化性能，便成了電化學工作者研究的新課題。近30年來，鈦基陽極板已發展成為金屬氧化物電極的主要形式，目前修飾鈦電極所使用的金屬氧化物主要有氧化釕、氧化錳、氧化鉛、氧化鉑、氧化銥、錫銻氧化物等。電催化電極的表面微觀結構和狀態是影響電催化性能的重要因素，而電極的制備方法直接影響到電極的表面結構，因而選擇合適的電極制備方法是提高電極電催化活性至關重要的關鍵環節。目前還缺少將反應器的開發和與之相匹配的電極制備相結合方面的研究。

發明內容

本發明的目的是提供一種高效去除雜環化合物的多相電催化工業廢水處理裝置。本發明的具體內容如下：

多相電催化工業廢水處理裝置由電解槽(1)、電極插槽(2)、負載Pt摻雜NiO-SnO鍍PbO膜鈦基陽極板(3)、不銹鋼陰極板(4)、含CoO中間層的負載Ag摻雜NiO-CeO₂活性氧化鋁粒子電極(5)、緩沖漏斗(6)、進氣管(7)、電線(8)、穩壓穩流電源(9)、多孔曝氣管(10)組成。緩沖漏斗(6)的頂部與電解槽(1)的底部相連，緩沖漏斗(6)的高度為電解槽(1)高度的二分之一，緩沖漏斗(6)底部的長為電解槽橫斷面長的五分之一，緩沖漏斗(6)底部的寬為電解槽橫斷面寬的五分之一；在緩沖漏斗(6)的底部安裝進氣管(7)；在電解槽(1)兩個側壁的下部分別安裝一個多孔曝氣管(10)，多孔曝氣管(10)的直徑為5mm，在多孔曝氣管(10)上每隔2mm均勻分布直徑為0.5mm的小孔；在電解槽(1)上共安裝有4個電極插槽(2)，每兩個插槽為一對，分別位于電解槽(1)的正面和對面壁上，插槽上均勻分布寬度為2mm的卡位，用于插入不銹鋼陰極板(4)和負載Pt摻雜NiO-SnO鍍PbO膜鈦基陽極板(3)，卡位的間距為10mm；用電線(8)將不銹鋼陰極板(4)和負載Pt摻雜NiO-SnO鍍PbO膜鈦基陽極板(3)與穩壓穩流電源(9)相連；最后將含CoO中間層的負載Ag摻雜NiO-CeO₂活性氧化鋁粒子電極(5)均勻投入電解槽(1)中。在運用多相電催化工業廢水處理裝置處理化工有機廢水時，最佳的工作條件為：pH值為5.5，電壓為15V，處理時間為120min。

其中，所述負載Pt摻雜NiO-SnO鍍PbO膜鈦基陽極板由如下方法制備：

(1)用240號氧化鋁耐水砂紙將鈦片表面打磨至出現金屬光澤，然后將其放入培養皿中，倒入50mL丙酮，在40kHz超聲波清洗儀中用洗滌劑溶液清洗除油30min，取出先用自來水沖洗，再用去離子水沖洗，然后放置在40kHz超聲波清洗儀中用去離子水清洗15min；

(2)將步驟(1)得到的鈦片放置在10％的草酸溶液中刻蝕2h，然后取出先用自來水沖洗，再用去離子水沖洗后放置在40kHz超聲波儀器中用去離子水清洗15min，晾干后保存在無水乙醇中備用；

(3)利用輝光放電對步驟(2)得到的鈦片表面進行預處理10min，然后在MS56A型高真空多靶磁控濺射機上完成磁控濺射鍍鉑得到物質A，其中陰極靶材為鉑片，鈦片作為陽極基片，操作模式為射頻濺射，真空度為8.0×10^-2Pa，功率為100W，氬氣壓力為1pa；