[發(fā)明專(zhuān)利]流化床式三相電極反應(yīng)器及其處理高濃度有機(jī)廢水的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310525852.8
• 申請(qǐng)日: 2013-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103539232A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 豆俊峰;鄭現(xiàn)明;丁愛(ài)中;許新宜;鄭蕾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C02F1/461
• 分類(lèi)號(hào): C02F1/461;C02F101/30
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種流化床式三相電極反應(yīng)器，其特征在于，該流化床式三相電極反應(yīng)器由電解槽、電極插槽、負(fù)載Pt摻雜SrO-PbO鍍MgO膜鈦基陽(yáng)極板、不銹鋼陰極板、含MnO₂中間層的負(fù)載Ag摻雜SnO₂-CeO₂活性氧化鋁粒子電極、擋板、布?xì)獍?、進(jìn)氣管、電線(xiàn)和穩(wěn)壓穩(wěn)流電源組成；在電解槽的側(cè)壁中下部開(kāi)設(shè)進(jìn)氣管的插孔；在電解槽的底部安裝布?xì)獍澹诓細(xì)獍迳暇鶆蜷_(kāi)設(shè)孔徑為1mm的布?xì)饪祝诓細(xì)獍宓纳戏桨惭b擋板，在擋板上均勻開(kāi)設(shè)孔徑為2mm的小孔；在電解槽上共安裝有4個(gè)電極插槽，用于插入不銹鋼陰極板和負(fù)載Pt摻雜SrO-PbO鍍MgO膜鈦基陽(yáng)極板；含MnO₂中間層的負(fù)載Ag摻雜SnO₂-CeO₂活性氧化鋁粒子電極均勻分布在陰極板和陽(yáng)極板之間的空隙中；其中，負(fù)載Pt摻雜SrO-PbO鍍MgO膜鈦基陽(yáng)極板由如下方法制備：

(1)用240號(hào)氧化鋁耐水砂紙將鈦片表面打磨至出現(xiàn)金屬光澤，然后將其放入培養(yǎng)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(lái)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(lái)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(wú)水乙醇中備用；

(3)利用輝光放電對(duì)步驟(2)得到的鈦片表面進(jìn)行預(yù)處理10min，然后在MS56A型高真空多靶磁控濺射機(jī)上完成磁控濺射鍍鉑得到物質(zhì)A，其中陰極靶材為鉑片，鈦片作為陽(yáng)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；

(4)將正丁醇、異丙醇、異丁醇、無(wú)水乙醇按等體積比例混合，得到溶液A；將Sr(NO₃)₂溶于水中制成濃度為0.5mol/L的溶液，加入5滴硝酸以防水解，得到溶液B；將Pb(NO₃)₂溶于水中制成濃度為0.5mol/L的溶液，加入5滴硝酸以防水解，得到溶液C；將Mg(NO₃)₂·6H₂O溶于水中制成濃度為0.5mol/L的溶液，加入5滴硝酸以防水解，得到溶液D；

(5)將溶液B、溶液C、溶液D按體積比10∶10∶1混合，得到溶液E1，將溶液E1與溶液A等體積比混合，搖勻后分成等量4份，得到溶液F1-1、溶液F1-2、溶液F1-3、溶液F1-4；

(6)將溶液B、溶液C、溶液D按體積比5∶5∶1混合，得到溶液E2，將溶液E2與溶液A等體積比混合，搖勻后分成等量2份，得到溶液F2-1、溶液F2-2；

(7)將溶液B、溶液C、溶液D按體積比1∶1∶1混合，得到溶液E3，將溶液E3與溶液A等體積比混合，搖勻后分成等量3份，得到溶液F3-1、溶液F3-2、溶液F3-3；

(8)將溶液B、溶液C、溶液D按體積比1∶1∶5混合，得到溶液E4，將溶液E4與溶液A等體積比混合，搖勻后分成等量2份，得到溶液F4-1、溶液F4-2；

(9)將溶液B、溶液C、溶液D按體積比1∶1∶10混合，得到溶液E5，將溶液E5與溶液A等體積比混合，搖勻后分成等量4份，得到溶液F5-1、溶液F5-2、溶液F5-3、溶液F5-4；

(10)將步驟(3)得到的物質(zhì)A浸入到溶液F1-1中，并在磁力攪拌器作用下均勻浸漬，3h后取出晾干，然后在100℃條件下干燥10h，得到物質(zhì)B1；

(11)將物質(zhì)B1浸入到溶液F1-2中，并在磁力攪拌器作用下均勻浸漬，3h后取出晾干，然后在100℃條件下干燥10h，將干燥后的物質(zhì)置于馬弗爐中在780℃條件下焙燒4h，得到物質(zhì)B2；

(12)將物質(zhì)B2浸入到溶液F1-3中，并在磁力攪拌器作用下均勻浸漬，3h后取出晾干，然后在100℃條件下干燥10h，得到物質(zhì)B3；

(13)將物質(zhì)B3浸入到溶液F1-4中，并在磁力攪拌器作用下均勻浸漬，3h后取出晾干，然后在100℃條件下干燥10h，將干燥后的物質(zhì)置于馬弗爐中在780℃條件下焙燒4h，得到物質(zhì)B4；

(14)將物質(zhì)B4浸入到溶液F2-1中，并在磁力攪拌器作用下均勻浸漬，3h后取出晾干，然后在100℃條件下干燥10h，得到物質(zhì)C1；

(15)將物質(zhì)C1浸入到溶液F2-2中，并在磁力攪拌器作用下均勻浸漬，3h后取出晾干，然后在100℃條件下干燥10h，將干燥后的物質(zhì)置于馬弗爐中在780℃條件下焙燒4h，得到物質(zhì)C2；

(16)將物質(zhì)C2浸入到溶液F3-1中，并在磁力攪拌器作用下均勻浸漬，3h后取出晾干，然后在100℃條件下干燥10h，得到物質(zhì)D1；

(17)將物質(zhì)D1浸入到溶液F3-2中，并在磁力攪拌器作用下均勻浸漬，3h后取出晾干，然后在100℃條件下干燥10h，得到物質(zhì)D2；

(18)將物質(zhì)D2浸入到溶液F3-3中，并在磁力攪拌器作用下均勻浸漬，3h后取出晾干，然后在100℃條件下干燥10h，將干燥后的物質(zhì)置于馬弗爐中在780℃條件下焙燒4h，得到物質(zhì)D3；

(19)將物質(zhì)D3浸入到溶液F4-1中，并在磁力攪拌器作用下均勻浸漬，3h后取出晾干，然后在100℃條件下干燥10h，得到物質(zhì)E1；

(20)將物質(zhì)E1浸入到溶液F4-2中，并在磁力攪拌器作用下均勻浸漬，3h后取出晾干，然后在100℃條件下干燥10h，將干燥后的物質(zhì)置于馬弗爐中在780℃條件下焙燒4h，得到物質(zhì)E2；

(21)將物質(zhì)E2浸入到溶液F5-1中，并在磁力攪拌器作用下均勻浸漬，3h后取出晾干，然后在100℃條件下干燥10h，得到物質(zhì)F1；

(22)將物質(zhì)F1浸入到溶液F5-2中，并在磁力攪拌器作用下均勻浸漬，3h后取出晾干，然后在100℃條件下干燥10h，將干燥后的物質(zhì)置于馬弗爐中在780℃條件下焙燒4h，得到物質(zhì)F2；

(23)將物質(zhì)F2浸入到溶液F5-3中，并在磁力攪拌器作用下均勻浸漬，3h后取出晾干，然后在100℃條件下干燥10h，得到物質(zhì)F3；

(24)將物質(zhì)F3浸入到溶液F5-4中，并在磁力攪拌器作用下均勻浸漬，3h后取出晾干，然后在100℃條件下干燥10h，將干燥后的物質(zhì)置于馬弗爐中在780℃條件下焙燒4h，得到的物質(zhì)即為負(fù)載Pt摻雜SrO-PbO鍍MgO膜鈦基陽(yáng)極板。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種流化床式三相電極反應(yīng)器，其特征在于，該流化床式三相電極反應(yīng)器中的含MnO₂中間層的負(fù)載Ag摻雜SnO₂-CeO₂活性氧化鋁粒子電極由如下方法制備：

(1)將300g粒徑為3-5mm的γ-Al₂O₃球用500ml去離子水洗滌，重復(fù)洗滌3次，然后放入200ml無(wú)水乙醇中浸泡10h，用500ml去離子水清洗1次后，在80℃條件下干燥10h，得到顆粒物質(zhì)A；

(2)將50ml濃度為0.5mol/L的AgNO₃加入150ml異丙醇中，得到溶液A；

(3)將步驟(1)得到的顆粒物質(zhì)A加入步驟(2)得到的溶液A中，并在搖床中搖動(dòng)3h，過(guò)濾得到顆粒物質(zhì)B和微乳液X，用100mL質(zhì)量濃度為95％的乙醇洗滌顆粒物質(zhì)B，重復(fù)洗滌2次，然后在80℃條件下干燥10h，得到顆粒物質(zhì)C；

(4)將步驟(3)得到的顆粒物質(zhì)C置于馬弗爐中在500℃條件下焙燒4h，得到顆粒物質(zhì)D；

(5)將步驟(4)得到的顆粒物質(zhì)D加入步驟(3)得到的微乳液X中，并在搖床中搖動(dòng)3h，過(guò)濾除去液體得到顆粒物質(zhì)E，用100mL質(zhì)量濃度為95％的乙醇洗滌顆粒物質(zhì)E，重復(fù)洗滌2次，然后在80℃條件下干燥10h，然后置于馬弗爐中在500℃條件下焙燒4h，得到顆粒物質(zhì)F；

(6)將10ml濃度為0.5mol/L的Ce(NO₃)₂溶液和200ml濃度為0.5mol/L的MnCl₂溶液加入到100ml異丙醇和10ml濃鹽酸中，然后再加入10ml濃度為0.5mol/L的SnCl₄溶液，搖勻后分成等量5份，得到溶液B₁、溶液B₂、溶液B₃、溶液B₄、溶液B₅；

(7)將步驟(5)得到的顆粒物質(zhì)F加入步驟(6)得到的溶液B₁中，并在搖床中搖動(dòng)3h，過(guò)濾除去液體得到顆粒物質(zhì)G1，用100mL質(zhì)量濃度為95％的乙醇洗滌顆粒物質(zhì)G1，重復(fù)洗滌2次，然后在80℃條件下干燥10h，得到顆粒物質(zhì)H₁；

(8)將步驟(7)得到的顆粒物質(zhì)H₁加入步驟(6)得到的溶液B₂中，并在搖床中搖動(dòng)3h，過(guò)濾除去液體得到顆粒物質(zhì)G2，用100mL質(zhì)量濃度為95％的乙醇洗滌顆粒物質(zhì)G2，重復(fù)洗滌2次，然后在80℃條件下干燥10h，得到顆粒物質(zhì)H₂；

(9)將步驟(8)得到的顆粒物質(zhì)H₂加入步驟(6)得到的溶液B₃中，并在搖床中搖動(dòng)3h，過(guò)濾除去液體得到顆粒物質(zhì)G3，用100mL質(zhì)量濃度為95％的乙醇洗滌顆粒物質(zhì)G3，重復(fù)洗滌2次，然后在80℃條件下干燥10h，得到顆粒物質(zhì)H₃；

(10)將步驟(9)得到的顆粒物質(zhì)H₃加入步驟(6)得到的溶液B₄中，并在搖床中搖動(dòng)3h，過(guò)濾除去液體得到顆粒物質(zhì)G4，用100mL質(zhì)量濃度為95％的乙醇洗滌顆粒物質(zhì)G4，重復(fù)洗滌2次，然后在80℃條件下干燥10h，得到顆粒物質(zhì)H₄；

(11)將步驟(10)得到的顆粒物質(zhì)H₄加入步驟(6)得到的溶液B₅中，并在搖床中搖動(dòng)3h，過(guò)濾除去液體得到顆粒物質(zhì)G5，用100mL質(zhì)量濃度為95％的乙醇洗滌顆粒物質(zhì)G5，重復(fù)洗滌2次，然后在80℃條件下干燥10h，得到顆粒物質(zhì)H₅；將H₅置于馬弗爐中在500℃條件下焙燒4h，得到顆粒物質(zhì)I；

(12)將20ml濃度為0.5mol/L的Ce(NO₃)₂溶液和70ml濃度為0.5mol/L的MnCl₂溶液加入到100ml異丙醇和5ml濃鹽酸中，然后再加入20ml濃度為0.5mol/L的SnCl₄溶液，得到溶液C；

(13)將步驟(11)得到的顆粒物質(zhì)I加入步驟(12)得到的溶液C中，并在搖床中搖動(dòng)3h；過(guò)濾除去液體得到顆粒物質(zhì)J，用100mL質(zhì)量濃度為95％的乙醇洗滌顆粒物質(zhì)J，重復(fù)洗滌2次，然后在80℃條件下干燥10h，得到顆粒物質(zhì)K；

(14)將25ml濃度為0.5mol/L的Ce(NO₃)₂溶液和25ml濃度為0.5mol/L的MnCl₂溶液加入到125ml異丙醇和5ml濃鹽酸中，然后再加入25ml濃度為0.5mol/L的SnCl₄溶液，得到溶液D；

(15)將步驟(13)得到的顆粒物質(zhì)K加入步驟(14)得到的溶液D中，并在搖床中搖動(dòng)3h；過(guò)濾除去液體得到顆粒物質(zhì)L，用100mL質(zhì)量濃度為95％的乙醇洗滌顆粒物質(zhì)L，重復(fù)洗滌2次，然后在80℃條件下干燥10h，得到顆粒物質(zhì)M；

(16)將20ml濃度為0.5mol/L的Ce(NO₃)₂溶液和10ml濃度為0.5mol/L的MnCl₂溶液加入到120ml異丙醇和5ml濃鹽酸中，然后再加入50ml濃度為0.5mol/L的SnCl₄溶液，得到溶液E；

(17)將步驟(15)得到的顆粒物質(zhì)M加入步驟(16)得到的溶液E中，并在搖床中搖動(dòng)3h；過(guò)濾除去液體得到顆粒物質(zhì)N，用100mL質(zhì)量濃度為95％的乙醇洗滌顆粒物質(zhì)N，重復(fù)洗滌2次，然后在80℃條件下干燥10h，得到顆粒物質(zhì)O；

(18)將15ml濃度為0.5mol/L的Ce(NO₃)₂溶液和5ml濃度為0.5mol/L的MnCl₂溶液加入到100ml異丙醇和5ml濃鹽酸中，然后再加入80ml濃度為0.5mol/L的SnCl₄溶液，得到溶液F；

(19)將步驟(17)得到的顆粒物質(zhì)O加入步驟(18)得到的溶液F中，并在搖床中搖動(dòng)3h；過(guò)濾除去液體得到顆粒物質(zhì)P，用100mL質(zhì)量濃度為95％的乙醇洗滌顆粒物質(zhì)P，重復(fù)洗滌2次，然后在80℃條件下干燥10h，得到顆粒物質(zhì)Q，將Q置于馬弗爐中在500℃條件下焙燒4h，得到的顆粒物質(zhì)即為含MnO₂中間層的負(fù)載Ag摻雜SnO₂-CeO₂活性氧化鋁粒子電極。