[發明專利]一種制備錫酸鈣納米粒子的方法和制備相應電極的方法

在審

• 申請號: 202010075313.9
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN113149063A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 付冬;簡為
• 申請（專利權）人: 付冬;簡為
• 主分類號: C01G19/00
• 分類號: C01G19/00;B82Y30/00;C25B11/077;C25B1/30;B01J23/14
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 王潛;郭國清

本發明涉及一種制備錫酸鈣納米粒子的方法和制備相應電極的方法。具體地，本發明涉及一種通過溶膠凝膠法制備用作電極材料的錫酸鈣納米粒子的方法，以及涉及一種使用制備得到的錫酸鈣納米粒子涂布導電基材以制造通過電化學氧化水產生雙氧水的電極的方法。

技術領域

本發明涉及一種制備錫酸鈣納米粒子的方法和制備相應電極的方法。具體地，本發明涉及一種通過溶膠凝膠法制備用作電極材料的錫酸鈣納米粒子的方法，以及涉及一種使用制備得到的錫酸鈣納米粒子涂布導電基材以制造通過電化學氧化水產生雙氧水的電極的方法。

背景技術

水污染主要是因為時代的發展，人類活動產生的污染物造成的，包括礦山污染源、工業污染源、農業污染源和生活污染源等四大部分。水污染對社會經濟帶來嚴重影響包括：

1.城鄉居民的飲用水安全受到嚴重威脅；

2.對工、農業生產產生嚴重影響。本來我國就是缺水嚴重的地區，嚴重的水污染使當地缺水矛盾加劇，對工農業生產產生嚴重影響。水環境污染嚴重，會進一步影響城鄉居民飲水安全。

3.對人民群眾健康產生嚴重威脅。水污染嚴重的地區，一方面飲水安全受到威脅，另一方面長期污灌，造成地表水、地下水、土壤、農牧漁產品等的污染，使農業生態環境破壞，最終對人體健康構成威脅，所以對污水進行處理，使其達標排放是治理環境污染的根本任務。

污水處理按照其作用可分為物理法、生物法和化學法三種，其中化學法是利用化學反應作用來處理或回收污水的溶解物質或膠體物質的方法，多用于工業廢水。化學處理法處理效果好、費用高，多用于對生化處理后的出水作進一步的處理，提高出水水質。常用的有混凝法、中和法、氧化還原法、離子交換法等。

廢水氧化處理法作為廢水化學處理法之一，是廢水處理中廣泛應用的方法。它是利用強氧化劑氧化分解廢水中污染物，從而凈化廢水的方法。強氧化劑能將廢水中的有機物逐步降解成為簡單的無機物，也能把溶解于水中的污染物氧化為不溶于水、而易于從水中分離出來的物質。

作為廢水氧化處理法中的高級氧化法，是利用化學反應過程中產生的強氧化基團“羥基自由基(·OH)”及一系列鏈式反應將有機物氧化分解成小分子，直至降解為CO₂、H₂O及無機鹽的技術。羥基自由基具有極強的氧化能力，可以有效去除水中的難降解有機物以及穩定性較強的有機物。此外，高級氧化技術還可以將大分子有機物分解為小分子生物可利用有機物，有效改善污水的可生化性。高級氧化技術主要包括芬頓(Fenton)氧化、光催化氧化、臭氧催化氧化、電化學氧化、超聲氧化、超臨界水氧化等。在高級氧化法中，常用的是芬頓法(Fenton process)或者類芬頓法。芬頓法是使用催化劑催化雙氧水成為羥基自由基，依靠羥基自由基的超強氧化能力氧化分解水中的有機污染物，從而將污水凈化。芬頓法具有諸多優勢：可氧化破壞多種有毒有害有機物、反應條件溫和、不需要高溫高壓、設備簡單及易與其他方法聯用。芬頓法和類芬頓法中的一個關鍵技術是如何獲得雙氧水。

通常，用于水污染處理的雙氧水主要有兩種來源。一種是從外部加入的，例如，通過工業方法制造雙氧水，然后將雙氧水加入到需要處理的污水中。工業方法制造雙氧水，通常有電解法和蒽醌法，需要使用貴金屬電極，消耗大量的電力，成本比較高。而且由于雙氧水極易分解，運輸成本較高，尤其是儲存成本較高，在應用過程中也易分解使雙氧水利用效率低下，因而難以在實際應用中推廣使用。另一種是在污水中原位產生雙氧水，一個路徑通常采用通過電化學方法還原水中溶解的氧氣來制雙氧水。這個過程消耗大量電力，而且需要使用氧氣還原電極。由于現有的氧氣還原電極通常由貴金屬制成，并且氧氣還原反應的效率非常低，加上水中氧的溶解度非常小，水中溶解氧的濃度很低，致使雙氧水生成的效率非常低，從而導致污水處理的效率也非常低。