[發(fā)明專利]一種非活性電極電化學(xué)氧化體系的節(jié)能型供電模式

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310544740.7
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN103539233A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 倪晉仁;邢璇
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461
• 代理公司: 北京金闕華進(jìn)專利事務(wù)所(普通合伙) 11224
• 代理人: 吳鴻維

1.一種指數(shù)衰減供電模式，該模式可以使非活性電極體系電化學(xué)氧化去除有機(jī)污染物過程中提供的電能與所需的電能精確匹配，其特點(diǎn)是可通過控制電流強(qiáng)度的動(dòng)態(tài)變化而實(shí)現(xiàn)預(yù)期的指數(shù)衰減過程。

2.如權(quán)利要求1所述的模式，通過調(diào)整初始電流密度i_max和指數(shù)衰減速率常數(shù)k這兩個(gè)參數(shù)加以控制；其中初始電流密度i_max的取值范圍為0～3A：衰減速率常數(shù)k在取值范圍為0.00001～1。

3.如權(quán)利要求2所述的模式，對于初始電流密度i_max，由以下公式確定：

i_max=4Fk_m?COD₀????(1)

其中，i_max代表極限電流密度(A?m^-2),4代表每摩爾氧氣轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，F(xiàn)代表Faraday常數(shù)(96,485C?mol^-1),k_m代表電化學(xué)反應(yīng)器中的平均傳質(zhì)系數(shù)(m?s^-1)，COD₀代表初始的化學(xué)需氧量(mol?O₂m^-3)。

4.如權(quán)利要求2所述的模式，對于指數(shù)衰減速率常數(shù)k，在BDD電極系統(tǒng)中由以下經(jīng)驗(yàn)公式確定：

k=-AkmVR---(2)]]>

其中，A為電極面積（m²），k_m為傳質(zhì)系數(shù)（m?s-¹），V_R為處理容積（m³）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1～4之一的模式，在指數(shù)衰減變化過程中，電流變化頻率最快為1s每次。

6.根據(jù)權(quán)利要求1～4之一的模式，在典型非活性電極SnO₂，PbO₂和BDD體系中，能夠使電流效率在電解全過程中保持最高值，實(shí)現(xiàn)去除單位污染物的電能消耗最小，其中，BDD電極系統(tǒng)的能量節(jié)省最為顯著；在BDD電極系統(tǒng)操作過程中，利用RSM模型確定的優(yōu)選模式為：初始電流密度11.53mA?cm^-2，流速253mL?min^-1，停留時(shí)間180min，指數(shù)衰減常數(shù)k為6×10^-5，電流效率在電解全過程中保持100%。