[發(fā)明專利]一種漂浮式雙氧源氣體擴(kuò)散電極裝置及應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011255843.8
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112408554B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫治榮;呂佳靜
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F1/72;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

1.一種漂浮式雙氧源氣體擴(kuò)散電極裝置，其特征在于，二維面狀結(jié)構(gòu)陰極為漂浮在電解液表面，處于電解液液體與空氣接觸表面，陰極材料為炭黑/聚四氟乙烯/泡沫鎳三維氣體擴(kuò)散電極；陽極與陰極平行相對位于電解液液面下；陰極利用雙氧源即陽極析出氧氣和空氣中氧氣高效生成H₂O₂，極大促進(jìn)了H₂O₂的生成；

炭黑/聚四氟乙烯/泡沫鎳三維催化電極的制備，包括以下步驟：

①泡沫鎳除雜質(zhì)預(yù)處理：

將泡沫鎳浸泡于丙酮溶液中超聲清洗20-50min后，去除丙酮溶液，將泡沫鎳浸泡于乙醇溶液中超聲清洗20-50min后，用離子水超聲清洗數(shù)次除去殘留的乙醇，最后將泡沫鎳放入真空干燥箱中恒溫60℃干燥8h；

②炭黑/聚四氟乙烯混合溶液制備：

取體積比為1:1乙醇水溶液混合均勻，加入一定比例炭黑、聚四氟乙烯，炭黑的濃度范圍為0.8-1.5mg/ml，炭黑與聚四氟乙烯質(zhì)量比為1:(0.6-1.8)，邊超聲邊攪拌30min，形成均勻混合溶液；

③炭黑/聚四氟乙烯/泡沫鎳三維氣體擴(kuò)散電極制備：

將步驟①中的泡沫鎳放置在真空抽濾砂芯濾頭上，量取步驟②混合溶液，將其放置在真空抽濾玻璃漏斗中，打開抽濾泵抽濾，使得炭黑/聚四氟乙烯混合溶液均勻沉積到泡沫鎳三維金屬骨架結(jié)構(gòu)中；炭黑負(fù)載量為0.08mg/cm²～0.8mg/cm²；

應(yīng)用于電芬頓體系可高效降解高濃度抗生素阿莫西林模擬廢水，降解時(shí)，電解液為酸性，0.05M的硫酸鈉作為電解質(zhì)，并投加催化劑Fe²⁺。

2.按照權(quán)利要求1所述的一種漂浮式雙氧源氣體擴(kuò)散電極裝置，其特征在于，陰極的厚度為1.5mm。

3.按照權(quán)利要求1所述的一種漂浮式雙氧源氣體擴(kuò)散電極裝置，其特征在于，擴(kuò)散電極裝置陽極采用析氧過電位低的MMO電極、石墨氈或鉑片。

4.按照權(quán)利要求1所述的一種漂浮式雙氧源氣體擴(kuò)散電極裝置，其特征在于，炭黑與聚四氟乙烯質(zhì)量比為1:1.2；炭黑負(fù)載量為0.4mg/cm²。

5.權(quán)利要求1所述的一種漂浮式雙氧源氣體擴(kuò)散電極裝置的應(yīng)用，其特征在于，應(yīng)用于電芬頓體系可高效降解抗生素阿莫西林廢水。

6.權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于，降解時(shí)，電解液為酸性，0.05M的硫酸鈉作為電解質(zhì)，并投加催化劑Fe²⁺。