[發明專利]一種基于電催化脫氯耦合光熱蒸發淡化海砂的方法

有效

• 申請號: 202211462113.4
• 申請日: 2022-11-16
• 公開（公告）號: CN115818998B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 李猛;張奔;姜丁銘;王佳程;茍倩誌;陳昭宇
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C04B20/02
• 分類號: C04B20/02;C04B14/06;C25B1/13;C25B9/00;C25B11/065;C25B11/056;C25B11/077;C25B11/031;C25B11/04;F22B1/00;B07B1/28
• 代理公司: 重慶恩洲知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 50263
• 代理人: 易真珍

1.一種基于電催化脫氯耦合光熱蒸發淡化海砂的系統，其特征在于，所述系統依次設置初篩模塊10、深度除氯模塊20和淋洗模塊30；所述初篩模塊10由提斗傳送帶11和振動篩砂器12構成；所述深度除氯模塊20由電催化脫氯耦合光熱蒸發裝置21構成；所述淋洗模塊30由噴洗脫水一體機31和蓄水池32構成。

2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述電催化脫氯耦合光熱蒸發裝置21包括底部為橫向布置的三電極的電解池22，所述電解池22中充滿中性的電解液；所述三電極為工作電極、對電極和參比電極；其中工作電極采用碳基底多孔材料并半浸沒于電解液中，對電極采用Pt片并浸沒于電解液液面下，參比電極為飽和甘汞電極。

3.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述工作電極材料為在碳氈表面負載SnO₂，所述SnO₂表面形貌為多孔花瓣狀。

4.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述電催化脫氯耦合光熱蒸發裝置21還包括在所述電解池22頂部設置玻璃板23進行封口，所述玻璃板23的設置角度為20-40°。

5.一種基于電催化脫氯耦合光熱蒸發淡化海砂的方法，其特征在于，利用權利要求1-4任一項所述的系統進行操作，具體步驟包括：步驟1)將原狀海砂經提斗傳送帶送入振動篩砂機進行初篩去除大顆粒雜質；

步驟2)經過初篩的海砂再經提斗傳送帶送入電催化脫氯耦合光熱蒸發裝置，所述電催化脫氯耦合光熱蒸發裝置的工作電極浸沒于電解液下的部分將電解液電解以產生臭氧破壞海砂表面的生物膜促使其中氯離子充分釋放，所述工作電極露出于電解液上的部分吸收太陽能進行光熱轉化促進電解液的水分蒸發產生水蒸氣，所述水蒸氣再在海砂表面液化放熱；

步驟3)經過步驟2)操作的海砂再由噴洗脫水一體機進行淋洗，去除溶解氯，所述噴洗脫水一體從蓄水池中取用淡水。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，海砂經臭氧和光熱蒸發脫氯的時間為60-100min。

7.如權利要求5所述的方法，其特征在于，海砂經噴洗脫水一體機淋洗的次數為1次。

8.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述電催化脫氯耦合光熱蒸發裝置中工作電極由以下方法制備得到：

步驟1)將碳氈浸泡于HNO₃溶液中水熱50-80℃持續6-10h，取出后依次用乙醇、去離子水、超聲清洗并真空干燥；

步驟2)將NaHPO₄、NaH₂PO₄、對甲苯磺酸鈉和吡咯單體加入水中，混合均勻后使用計時電流法沉積30-60min，工作電極為預處理過的碳氈，對電極為Pt片，參比電極為飽和甘汞電極，沉積后依次用乙醇、去離子水清洗后加熱得到附著有碳納米線的碳氈；

步驟3)將硫代乙酰胺和四氯化錫充分溶解于異丙醇中，將步驟2)中得到的附著有碳納米線的碳氈加入異丙醇混合溶液中150-200℃下加熱24h，自然冷卻后依次用乙醇和去離子水清洗并在60℃下風干10-14h；

步驟4)將步驟3)得到的碳氈在500℃空氣氛圍下煅燒1-3h，自然冷卻后得到附著有SnO₂的碳氈電極材料。

9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在合成的SnO₂表面沉積血紅素。

10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述在合成的SnO₂表面沉積血紅素的方法包括：將NaHPO₄、NaH₂PO₄、氯化血紅素溶解到對二甲基亞砜中，并使用計時電流法(CA)沉積30min，工作電極使用附著有SnO₂的碳氈，對電極為Pt片電極，參比電極使用Ag/AgCl電極。