[發明專利]一種利用電催化還原空氣氧生成的微活性氧降解有機廢水的方法及裝置

在審

• 申請號: 201510967301.6
• 申請日: 2015-12-21
• 公開（公告）號: CN105384224A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發明（設計）人: 王海人;肖松;王麒鈞;周庶;屈鈞娥;曹志勇
• 申請（專利權）人: 湖北大學;王麒鈞
• 主分類號: C02F1/467
• 分類號: C02F1/467
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武

1.一種利用電催化還原空氣氧生成的微活性氧降解有機廢水的方法，其特征在于：包括將有機廢水引入電化學反應器裝置中被微活性氧氧化降解，所述電化學反應器裝置中設有陽極和陰極；陽極由導線連接至電源正極，陰極為難溶金屬制作的網狀籃或框，里面填充有大顆粒狀的活性炭與氧還原催化劑，填充方法為活性炭與氧還原催化劑顆粒互混或者把活性炭與氧還原催化劑分層設置或者將氧還原催化劑通過化學反應負載到活性炭上，陰極活性炭籃中間由碳棒或金屬導線引出連接至電源負極，所述氧還原催化劑由一種或多種主催化劑和輔助催化劑組成，所述主催化劑為過渡金屬或者過渡金屬與其氧化物的混合物，所述輔助催化劑為非金屬單質或其氧化物或鹽，所述氧還原催化劑的作用是：使空氣氧側面吸附到陰極活性炭表面并被還原成微活性氧；陰極活性炭籃的體積為該電化學反應器裝置有效容積的10％～30％，所述非金屬為氧、氮、磷、硫、硼中的任一種或多種。

2.根據權利要求1所述一種利用電催化還原空氣氧生成的微活性氧降解有機廢水的方法，其特征在于：所述的輔助催化劑為氧、氮、磷、硫、硼中的任一種或多種非金屬元素摻雜的碳材料。

3.根據權利要求1或2所述一種利用電催化還原空氣氧生成的微活性氧降解有機廢水的方法，其特征在于：所述主催化劑與輔助催化劑的重量比為1～5：1～10。

4.根據權利要求1或2所述一種利用電催化還原空氣氧生成的微活性氧降解有機廢水的方法，其特征在于：所述電化學反應器裝置的陰陽極間施加直流電，電流密度為5mA/dm²～20A/dm²。

5.根據權利要求1或2所述一種利用電催化還原空氣氧生成的微活性氧降解有機廢水的方法，其特征在于：所述氧還原催化劑含量為活性炭質量的0.01～20％，所述活性炭顆粒粒徑為5～60目。

6.根據權利要求1所述一種利用電催化還原空氣氧生成的微活性氧降解有機廢水的方法，其特征在于：所述電化學反應器的陰極底部設置有曝氣盤。

7.根據權利要求1所述一種利用電催化還原空氣氧生成的微活性氧降解有機廢水的方法，其特征在于：所述過渡金屬為鐵、銅、錳、鎳、鈦、釩、鉬、鈷、鉑、鈀、金、銀；所述過渡金屬氧化物為鐵、銅、錳、鎳、鈦、釩、鉬、鈷的氧化物。

8.根據權利要求1所述一種利用電催化還原空氣氧生成的微活性氧降解有機廢水的方法，其特征在于：所述有機廢水處理時采用攪拌器輕微攪拌廢水。

9.一種利用電催化還原空氣氧生成的微活性氧降解有機廢水的裝置，其特征在于：所述裝置中設有陽極和陰極，陽極由導線連接至電源正極，陰極為難溶金屬制作的網狀籃或框，里面填充有大顆粒狀的活性炭與氧還原催化劑，填充方法為活性炭與氧還原催化劑顆粒互混或者把活性炭與氧還原催化劑分層設置或者把氧還原催化劑通過化學反應負載到活性炭上，陰極活性炭籃中間由碳棒或金屬導線引出連接至電源負極，所述氧還原催化劑由一種或多種主催化劑和輔助催化劑組成，所述主催化劑為過渡金屬或者過渡金屬與其氧化物的混合物，所述輔助催化劑為非金屬單質或其氧化物或鹽，活性炭籃陰極的體積為該電化學反應器裝置有效容積的10％～30％，所述非金屬為氧、氮、磷、硫、硼中的任一種或多種。

10.根據權利要求9所述的一種利用電催化還原空氣氧生成的微活性氧降解有機廢水的裝置，其特征在于：所述電化學反應器的陰極底部設置有曝氣盤。