[發(fā)明專利]一種用于電化學(xué)處理高濃度有機廢水的生物碳基納米鐵耦合自清潔三維電極及其使用方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110034457.4 | 申請日： | 2021-01-11 |
| 公開（公告）號： | CN112723497A | 公開（公告）日： | 2021-04-30 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 利鋒;張超 | 申請（專利權(quán)）人： | 華南理工大學(xué) |
| 主分類號： | C02F1/467 | 分類號： | C02F1/467;C02F101/30 |
| 代理公司： | 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102 | 代理人： | 何淑珍;江裕強 |
| 地址： | 510640 廣*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 用于 電化學(xué) 處理 濃度 有機 廢水 生物 納米 耦合 清潔 三維 電極 及其 使用方法 | ||
1.一種用于電化學(xué)處理高濃度有機廢水的生物碳基納米鐵耦合自清潔三維電極，其特征在于，包括供鐵生物碳納米鐵耦合陽極部分(1)與自由基氧化生物碳基納米鐵耦合陰極部分(2)；
所述供鐵生物碳納米鐵耦合陽極部分(1)由內(nèi)向外依次包括釕鈦合金內(nèi)芯(3)、陽極生物碳基納米鐵耦合填料(4)、陽極碳纖維石墨氈限域?qū)?5)與陽極耐腐蝕有機玻璃骨架層(6)；其中釕鈦合金內(nèi)芯(3)中釕鈦質(zhì)量比為0.08～0.14：1；
所述自由基氧化生物碳基納米鐵耦合陰極部分(2)的最外層為陰極耐腐蝕有機玻璃骨架層(12)，在陰極耐腐蝕有機玻璃骨架層(12)內(nèi)部自下向上依次包括鎳基均勻電流網(wǎng)(8)、疏水碳纖維隔水層(9)、陰極生物碳基納米鐵耦合填料覆蓋層(10)、陰極碳纖維石墨氈限域?qū)?11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于電化學(xué)處理高濃度有機廢水的生物碳基納米鐵耦合自清潔三維電極，其特征在于，配套電極輔助電化學(xué)反應(yīng)器包括：導(dǎo)線(7)、電源(13)、化學(xué)反應(yīng)中央罐體部分(14)、氣泵(15)、下層氣室部分(16)、上層排氣加料罐體部分(17)、有機廢液進水口(18)、處理后廢液排出口(19)、氣室漏液排出口(20)、氣泵充氣口(21)與輔助排氣加料口(22)；所述配套電極輔助電化學(xué)反應(yīng)器罐體內(nèi)部設(shè)置有供鐵生物碳納米鐵耦合陽極部分(1)與自由基氧化生物碳基納米鐵耦合陰極部分(2)，從上到下分別將配套電極輔助電化學(xué)反應(yīng)器罐體分隔為上層排氣加料罐體部分(17)、化學(xué)反應(yīng)中央罐體部分(14)和下層氣室部分(16)；所述配套電極輔助電化學(xué)反應(yīng)器罐體的上層為排氣加料罐體部分(17)，且所述輔助排氣加料口(22)設(shè)置于上層排氣加料罐體部分(17)內(nèi)部且與鐵生物碳納米鐵耦合陽極部分(1)連接；所述鐵生物碳納米鐵耦合陽極部分(1)通過導(dǎo)線(7)與電源(13)的正極連接，所述自由基氧化生物碳基納米鐵耦合陰極部分(2)通過導(dǎo)線(7)與電源(13)的負極連接；所述上層排氣加料罐體部分(17)上下分別為喇叭狀結(jié)構(gòu)；所述化學(xué)反應(yīng)中央罐體部分(14)側(cè)側(cè)壁面開設(shè)有有機廢液進水口(18)和處理后廢液排出口(19)，所述下層氣室部分(16)側(cè)面開設(shè)有氣室漏液排出口(20)和氣泵充氣口(21)，所述氣泵充氣口(21)與氣泵(15)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于電化學(xué)處理高濃度有機廢水的生物碳基納米鐵耦合自清潔三維電極，其特征在于：陰極碳纖維石墨氈限域?qū)?11)與陽極碳纖維石墨氈限域?qū)?5)的制作方法為：石墨氈依次在丙酮和去離子水中進行超聲脫脂處理30分鐘，干燥后在超聲環(huán)境下浸漬在聚四氟乙烯(2.0～2.5g)、乙炔黑(0.4～0.5g)、純凈水(20～30mL)與醇(3～4％)的混合懸濁液中40～50min，干燥后置于360℃的環(huán)境下活化1～1.5小時，即得。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種用于電化學(xué)處理高濃度有機廢水的生物碳基納米鐵耦合自清潔三維電極，其特征在于：所述電源(13)采用直流電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種用于電化學(xué)處理高濃度有機廢水的生物碳基納米鐵耦合自清潔三維電極，其特征在于：接入陽極釕鈦合金內(nèi)芯(3)與陰極鎳基均勻電流網(wǎng)(8)的導(dǎo)線(7)采用柔性高碳導(dǎo)電石墨線或釕鈦合金導(dǎo)線。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種用于電化學(xué)處理高濃度有機廢水的生物碳基納米鐵耦合自清潔三維電極，其特征在于：配套電極輔助電化學(xué)反應(yīng)器中化學(xué)反應(yīng)中央罐體部分(14)、下層氣室部分(16)、上層排氣加料罐體部分(17)、有機廢液進水口(18)、處理后廢液排出口(19)、氣室漏液排出口(20)、氣泵充氣口(21)與輔助排氣加料口(22)均由耐腐蝕有機玻璃制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1與2所述一種用于電化學(xué)處理高濃度有機廢水的生物碳基納米鐵耦合自清潔三維電極，其特征在于：氣泵(15)輸入氣流速度為5～10L/min。
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