[發明專利]一種金屬釕基電極及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110967624.0
• 申請日: 2021-08-23
• 公開（公告）號: CN113603191B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 曲久輝;古振澳;胡承志;戚菁
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: C25B11/081
• 分類號: C25B11/081;C02F1/461;C02F101/34
• 代理公司: 北京瑞盛銘杰知識產權代理事務所(普通合伙) 11617
• 代理人: 劉瑩

本發明提出一種金屬釕基電極及其制備方法和應用，屬于水處理技術領域。所述制備方法，包括如下步驟：1)導電基底上負載金屬氧化物涂層，得負載金屬氧化物的導電基底；2)利用含釕鹽的溶液作為電解質，采用電沉積方法，在步驟1)所得負載金屬氧化物的導電基底上負載金屬釕；3)惰性氣氛下，對步驟2)所得負載金屬釕的導電基底進行退火，得金屬釕基電極。本發明制備的催化加氫電極具有活性面積大、結構均一性好等優點。基于該催化加氫電極的含酚廢液處理技術，酚類污染物去除率高，酚類催化加氫產物揮發性強，毒性低，有利于實現資源回收等優點，在含酚廢液的實際處理過程中具有較大的應用潛力。

技術領域

本發明屬于水處理技術領域，具體涉及一種金屬釕基電極及其制備方法和應用。

背景技術

隨著我國城鎮化和工業化進程的加快，水質污染已成為制約社會經濟發展的重要因素。高濃度含酚廢水廣泛存在于包括煤化工、石油化工、酚醛樹脂等各類行業中，因其有機物濃度高、生物降解性差，被視為水處理領域的重大挑戰之一。對于高濃度含酚廢水，目前常用的處理方法為物理萃取、化學氧化和生物處理技術的結合。然而，酚類在水中較高的溶解度極大地限制了其萃取回收效果，為后續的化學和生物氧化過程帶來較大的負擔，造成化學藥劑和能量的巨大消耗(過程工程學報,2019,19(S1):81-92)。

與此同時，當前水處理工藝僅關注污染指標的削減，對于有機物回收技術關注較少，同時忽視了廢水處理過程中溫室氣體排放對大氣環境帶來的巨大影響，造成能源與資源的極大浪費。因此，亟需開發以能源高效利用、資源充分回收為目標的污水處理技術，實現社會的綠色可持續發展。

發明內容

本發明旨在針對現有含酚廢液處理過程中能耗高的問題，提供一種金屬釕基電極及其制備方法和應用。

本發明提出一種金屬釕基電極的制備方法，包括如下步驟：

1)導電基底上負載金屬氧化物涂層，得負載金屬氧化物的導電基底；

2)利用含釕鹽的溶液作為電解質，采用電沉積方法，在步驟1)所得負載金屬氧化物的導電基底上負載金屬釕；

3)惰性氣氛下，對步驟2)所得負載金屬釕的導電基底進行退火，得金屬釕基電極。

進一步地，步驟1)中，所述導電基底包括金屬鈦片、金屬鈦網、碳纖維布或石墨氈。

進一步地，步驟1)中，所述金屬氧化物為鈦氧化物。

進一步地，步驟2)中，所述釕鹽為氯化釕。

進一步地，步驟2)中，所述含釕鹽的溶液為酸性。

進一步地，步驟2)中，電沉積方法中，導電基底上施加負向電流。

優選地，電沉積方法中，電流的大小為0.5～5mA/cm²。

進一步地，步驟3)中，惰性氣氛包括含有N₂、Ar、H₂中至少一種氣體；

步驟3)中，退火的溫度為200～500℃，退火的時間為0.5～5h。

本發明還提出上述任一項制備方法制備得到的金屬釕基電極。

本發明還提出上述任一項金屬釕基電極或上述任一項所述制備方法制備得到的金屬釕基電極在電催化加氫降解含酚廢液中的應用。

進一步地，電解槽內，陰極為金屬釕電極，陽極為鈦釕網、石墨或鉑電極，由恒電位儀控制電壓和電流，對含酚廢液進行電解。

本發明具有以下優勢：