[發明專利]一種處理難降解有機廢水的無隔膜電-Fenton反應器

有效

• 申請號: 201410281314.3
• 申請日: 2014-06-23
• 公開（公告）號: CN104030415A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 丁愛中;謝恩;豆俊峰;鄭蕾;許新宜
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: C02F1/467
• 分類號: C02F1/467
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于難降解有機廢水的電化學處理技術領域，具體涉及一種處理難降解有機廢水的無隔膜電-Fenton反應器。

背景技術

電-Fenton法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--Fenton法處理效果，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-Fenton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，鈦基板電極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處理難降解有機廢水的無隔膜電-Fenton反應器。本發明的具體內容如下：

一種處理難降解有機廢水的無隔膜電-Fenton反應器由電解槽(1)，電極插槽(2)，三維多孔陰極板(3)，基于NiO-CoO-CeO修飾的負載Pt鈦基陽極板(4)，多孔曝氣管(5)，電線(6)，穩壓穩流電源(7)；在電解槽(1)兩個側壁的下部分別安裝一個多孔曝氣管(5)，多孔曝氣管(5)的直徑為5mm，在多孔曝氣管(5)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，用于插入三維多孔陰極板(3)和基于NiO-CoO-CeO修飾的負載Pt鈦基陽極板(4)，卡位的間距為10mm；三維多孔陰極板(3)分布在基于NiO-CoO-CeO修飾的負載Pt鈦基陽極板(4)的兩側；用電線(6)將三維多孔陰極板(3)和基于NiO-CoO-CeO修飾的負載Pt鈦基陽極板(4)與穩壓穩流電源(9)相連。

其中，所述三維多孔陰極板由如下方法制備：

(1)取5g乙炔黑加入500mL燒杯中，加入100mL去離子水并煮沸1h，除去上層雜質并真空抽濾，將抽濾后的乙炔黑放入80℃烘箱中干燥12h，得到物質A；

(2)將物質A放入500mL燒杯中，向燒杯中加入100mL濃度為0.3mol/L的HNO₃，攪拌6h后放入80℃烘箱中干燥24h，得到物質B；

(3)將長度為60mm、寬度為40mm、厚度為2mm鎳網放入1000mL燒杯中，加入700mL去離子水并煮沸1h，取出鎳網用250mL去離子水清洗，將清洗后的鎳網放入500mL燒杯中，加入100mL濃度為0.1mol/L的鹽酸溶液浸泡0.5h，然后取出鎳網用250mL去離子水沖洗，晾干后得到物質C；

(4)將3.5g物質B放入500mL燒杯中，然后加入10mL濃度為3.5mol/L的Na₂SO₄水溶液、7.5mL質量百分比濃度為20％的聚氧乙烯-8-辛基苯基醚水溶液、50mL異丙醇、30mL叔丁醇，在100r/min條件下攪拌10min，然后加入5.5mL質量百分比濃度為60％的聚四氟乙烯乳液，在100r/min條件下攪拌10min，得到溶液A，將溶液A放入80℃恒溫水浴鍋中，至溶液呈膏狀，得到膏狀物A；

(5)將膏狀物A涂抹在物質C的一側得到物質D，將物質D放于壓片機上，在壓力為2t條件下保壓1min，得到物質E；

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

(7)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，搖勻得到溶液C；