【技术实现步骤摘要】
用于高浓度有机废水处理的非均相电-Fenton装置
本专利技术属于难降解有机废水的电化学处理
，具体涉及用于高浓度有机废水处理的非均相电-Fenton装置。
技术介绍
电-Fenton法通过产生羟基自由基等强氧化性的活性基团来降解废水中的有机污染物，具有无二次污染、成本低、适用性强、效率高等特点，在处理高浓度、难生化降解废水方面具有应用潜力。为增强难生化降解废水的电-Fenton法处理效果，提高电解槽单位体积有效反应面积、传质效果和电流效率是非常关键的问题，因此需要开发新型高效的电-Fenton反应器。同时，将反应器的开发和与之相匹配的电极制备相结合进行，使电极的催化效率得到充分发挥是目前研究的重点之一。因此选择适合的电极材料和对其改性，以改善电极的表面催化性能，便成了电化学工作者研究的新课题。近30年来，钛基板电极已发展成为金属氧化物电极的主要形式，目前修饰钛电极所使用的金属氧化物主要有氧化钌、氧化锰、氧化铅、氧化钼、氧化铱、锡锑氧化物等。电催化电极的表面微观结构和状态是影响电催化性能的重要因素，而电极的制备方法直接影响到电极的表面结构，因而选择合适的电极制备方法是提高电极电催化活性至关重要的关键环节。目前还缺少将反应器的开发和与之相匹配的电极制备相结合方面的研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于高浓度有机废水处理的非均相电-Fenton装置。本专利技术的具体内容如下:用于高浓度有机废水处理的非均相电-Fenton装置由电解槽(I)、电极插槽(2)、多金属复合阳极(3)、三维多孔阴极板(4)、颗粒活性炭(5)、挡板(6)、布...
【技术保护点】
用于高浓度有机废水处理的非均相电‑Fenton装置，其特征在于，该装置由电解槽、电极插槽、多金属复合阳极、三维多孔阴极板、颗粒活性炭、挡板、布气板、进气管、电线、稳压稳流电源、搅拌轴、搅拌叶片和搅拌电机组成；在电解槽的侧壁中下部开设进气管的插孔；在电解槽的底部安装布气板，在布气板上均匀开设孔径为1mm的布气孔，布气板位于进气管的上方；在布气板的上方安装挡板，在挡板上均匀开设孔径为2mm的小孔；在电解槽上共安装有4个电极插槽，每两个插槽为一对，分别位于电解槽的正面和对面壁上，插槽上均匀分布宽度为2mm的卡位，用于插入三维多孔阴极板和多金属复合阳极，卡位的间距为10mm；用电线将三维多孔阴极板和多金属复合阳极与稳压稳流电源相连；最后将颗粒活性炭均匀投入三维多孔阴极板和多金属复合阳极之间的空隙中；搅拌叶片分布在搅拌轴的下端，搅拌轴和搅拌电机相连；其中，三维多孔阴极板由如下方法制备：(1)取7.5g活性炭粉加入500mL烧杯中，加入100mL去离子水并煮沸2h，除去上层杂质并真空抽滤，将抽滤后的活性炭粉放入90℃烘箱中干燥12h，得到物质A；(2)将物质A放入500mL烧杯中，向烧杯中加入10...
【技术特征摘要】
1.用于高浓度有机废水处理的非均相电-Fenton装置，其特征在于，该装置由电解槽、电极插槽、多金属复合阳极、三维多孔阴极板、颗粒活性炭、挡板、布气板、进气管、电线、稳压稳流电源、搅拌轴、搅拌叶片和搅拌电机组成；在电解槽的侧壁中下部开设进气管的插孔；在电解槽的底部安装布气板，在布气板上均匀开设孔径为1mm的布气孔,布气板位于进气管的上方；在布气板的上方安装挡板，在挡板上均匀开设孔径为2mm的小孔；在电解槽上共安装有4个电极插槽，每两个插槽为一对，分别位于电解槽的正面和对面壁上，插槽上均匀分布宽度为2mm的卡位，用于插入三维多孔阴极板和多金属复合阳极，卡位的间距为1mm ;用电线将三维多孔阴极板和多金属复合阳极与稳压稳流电源相连；最后将颗粒活性炭均匀投入三维多孔阴极板和多金属复合阳极之间的空隙中；搅拌叶片分布在搅拌轴的下端，搅拌轴和搅拌电机相连；其中，三维多孔阴极板由如下方法制备: (1)取7.5g活性炭粉加入500mL烧杯中，加入10mL去离子水并煮沸2h，除去上层杂质并真空抽滤，将抽滤后的活性炭粉放入90°C烘箱中干燥12h，得到物质A ; (2)将物质A放入500mL烧杯中，向烧杯中加入10mL浓度为0.55mol/L的HNO3，搅拌.6h后放入90°C烘箱中干燥24h，得到物质B ； (3)将长度为60臟、宽度为40mm、厚度为2mm镍网放入100mL烧杯中，加入700mL去离子水并煮沸lh，取出镍网用250mL去离子水清洗，将清洗后的镍网放入500mL烧杯中，加入10mL浓度为0.lmol/L的盐酸溶液浸泡0.5h，然后取出镍网用250mL去离子水冲洗，晾干后得到物质C ； (4)将5.5g物质B放入500mL烧杯中，然后加入1mL浓度为4.5mol/L的KNO3水溶液、.9.0mL质量百分比浓度为28%的十二烷基酚聚氧乙烯醚水溶液、45mL乙醚、35mL甲醇，在.100r/min条件下搅拌1 min,然后加入8.5mL质量百分比浓度为75%的聚四氟乙烯乳液,在.100r/min条件下搅拌lOmin，得到溶液A，将溶液A放入90°C恒温水浴锅中，至溶液呈膏状，得到膏状物A ； (5)将膏状物A涂抹在物质C的一侧得到物质D，将物质D放于压片机上，在压力为2t条件下保压Imin,得到物质E ； (6)将3.0Og十六烷基三甲基溴化铵、17.0OmL正辛烷、5.0OmL正丁醇依次加入250mL锥形瓶中，再加入2.0Og偏钒酸铵和10mL去离子水，置于70°C水浴中在5000r/min条件下搅拌15min，得到微乳液B ; (7)将3.0Og十六烷基三甲基溴化铵、17.0OmL正辛烷、5.0OmL正丁醇依次加入250mL锥形瓶中，再加入10mL摩尔浓度为0.80mol/L的稀硫酸,在1000r/min条件下搅拌15min,得到微乳液C ； (8)将微乳液B与微乳液C混合,然后在1000r/min条件下搅拌1min,静置1h,再在.6000r/min条件下离心20min,去除上清液,用15mL质量分数为95%的乙醇洗漆,重复洗漆.5次，得到固体产物M ; (9)将固体产物M在100°C条件下干燥24h，再置于马弗炉中在500°C条件下焙烧2h，得到颗粒N ； (10)将20mg颗粒N加入250mL锥形瓶中，再加入1.16g聚乙烯吡咯烷酮和10mL去离子水，超声震荡lOmin， 加入1.0OmL质量浓度为0.02g/mL的HAuCl4溶液，继续超声震荡.5min ；(11)向步骤(10)处理后的锥形瓶中加入2.0OmL重量百分比为1%的柠檬酸钠溶液，在40°C条件下震荡反应30min,在6000r/min条件下离心15min,去除上清液,然后用15mL去离子水洗涤，重复洗涤两遍，在20°C条件下干燥24h后获得固体产物P ； (12)将5.00固体产物P、2.0Og十二烷基苯磺酸钠、50mL去离子水加入150mL锥形瓶中，在1000r/min条件下搅拌lOmin，得到溶液D ; (13)将1.2g物质B放入500mL烧杯中，然后加入5.5mL浓度为4.5mol/L的KNO3水溶液、4.5mL质量百分比浓度为28%的十二烷基酚聚氧乙烯醚水溶液、45mL乙醚、35mL甲醇、5mL溶液D，在100r/min条件下搅拌lOmin，然后加入2.5mL质量百分比浓度为75%的聚四氟乙烯乳液，在100r/min条件下搅拌lOmin，得到溶液E，将溶液E放入80°C恒温水浴锅中，至溶液呈膏状，得到膏状物B; (14)将膏状物B涂抹在物质E的另一侧得到物质F，将物质F放于压片机上，在压力为2t条件下保压Imin,得到物质G ； (15)将物质G放入300°C马弗炉中煅烧lh，然后放在热压机中，在温度为350°C，压力为1t的条件下保压lmin，冷却后即可得到三维多孔膜电极。2.根据权利要求1所述用于高浓度有机废水处理的非均相电-Fenton装置，其特征在于，该装置中的所述多金属复合阳极由如下方法制备: (1)用240号氧化铝耐水砂纸将钛片表面打磨至出现金属光泽，然后将其放入培养皿中，倒入50mL丙酮，在40kHz超声波清洗仪中用洗涤剂溶液清洗除油30min，取出先用自来水冲洗，再用去离子水冲洗，然后放置在40kHz超声波清洗仪中用去离子水清洗15min ； (2)将步骤(1)得到的钛片放置在10%的草酸溶液中刻蚀2h，然后取出先用自来水冲洗，再用去离子水冲洗后放置在40kHz超声波仪器中用去离子水清洗15min，晾干后保存在无水乙醇中备用； (3)利用辉光放电对步骤(2)得到的钛片表面进行预处理lOmin，然后在MS56A型高真空多靶磁控溅射机上完成磁控溅射镀钼得到物质A，其中阴极靶材为钼片，钛片作为阳极基片，操作模式为射频溅射，真空度为8.0X10_...
【专利技术属性】
技术研发人员：豆俊峰，袁静，丁爱中，郑蕾，许新宜，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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