一种无需液相电解质电芬顿体系中的堆叠结构和应用制造技术

一种无需液相电解质电芬顿体系中的堆叠结构和应用，它涉及一种电芬顿体系和应用

【技术实现步骤摘要】
一种无需液相电解质电芬顿体系中的堆叠结构和应用


[0001]本专利技术涉及一种电芬顿体系和应用
。

技术介绍

[0002]电芬顿技术是一种在常温下以高效反应基团，尤其是羟基自由基
·
OH(
氧化电位
2.8V)
作为氧化剂来降解污染物的技术
。
其原理是基于原位生成的过氧化氢
(H2O2)
与金属或非金属催化剂之间的电子转移，
H2O2被催化生成
·
OH
，进而氧化降解目标污染物
。
电芬顿技术作为一种电化学高级氧化技术
(EAOPs)
，能够原位产生
H2O2，避免了药剂的运输和储存，具有矿化效率高
、
环境友好等优点，同时电芬顿技术能耗相对较低，易于实现自动化控制，已经被广泛应用于处理各种难降解有机污染物，如染料
、
酚类化合物等
。
[0003]在使用电芬顿技术处理污染物时，由于想要更好的处理效果，前人的研究中通常选择向被处理水体中加入电解质溶液来降低电阻，实现较高的电导率
。
然而，经过处理后的洁净水体变成了盐溶液，造成了“二次污染”，对后续水的处理排放等造成了难题，引起成本增加
。
[0004]现有技术提出了一种“阴极
‑
阳离子交换膜
‑
固态电解质层
/
芬顿催化剂
‑
阳离子交换膜
‑
阳极”的多层结构应用于高级氧化技术降解有机物
。
与该多层结构相比，本专利技术提出的“阴极
‑
固态电解质
‑
阳极”或“阴极
‑
准固态电解质
‑
阳极”结构更简单，只需要在阴极
、
阳极中间夹上固态
/
准固态电解质进行密封即可，成本较低
。
在上述技术中，污染物溶液需要动力装置注入空间有限的固态电解质层当中，这种做法存在污水处理量与处理效果之间的矛盾
。
即水流速大，则处理量大，但在装置中停留时间短易导致处理效果不佳；反之，水流速小，在装置中停留时间长，容易保证处理效果，但处理量少
。
而本专利技术未改变传统的溶液处理方式，仅需要将“阴极
‑
固态
/
准固态电解质
‑
阳极”结构放置于被处理水体当中，不存在流速大处理效果不佳的矛盾
。
另外，上述技术中阳极侧仍然需要添加液相电解质，没有取代液相电解质的导电功能；且液相电解质会进入到固态电解质层与污染物溶液接触，处理完的污染物溶液仍然含有液相电解质，存在二次污染
。
而本专利技术无需添加任何液相电解质，处理完后为不含液相电解质的洁净水体，无二次污染
。
因此，在保证电导率和处理效果的同时，为解决被处理水体当中必须添加液相电解质的问题，本专利技术提出的一种无需液相电解质电芬顿体系中的堆叠结构及其应用值得关注
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是要解决被处理水体当中必须添加液相电解质，引起成本增加，造成“二次污染”和结构复杂的问题，而提供一种无需液相电解质电芬顿体系中的堆叠结构和应用
。
[0006]采用本专利技术堆叠结构取代了传统液相电解质在溶液中的传导电流功能，解决了电芬顿体系被处理水体当中必须添加液相电解质的问题，一方面降低了处理成本，另一方面避免了处理后洁净水体中电解质难以回收和“二次污染”问题
。
[0007]本专利技术一种无需液相电解质电芬顿体系中的堆叠结构为固态电解质或准固态电解质夹在阳极与阴极之间，构成阳极
‑
固态电解质
‑
阴极或阳极
‑
准固态电解质
‑
阴极的堆叠结构
。
[0008]一种无需液相电解质电芬顿体系中的堆叠结构应用于电芬顿体系降解受污染水体中污染物
。
[0009]本专利技术的优点：
[0010]一
、
本专利技术无需向被处理水体中添加液相电解质，降低了成本，避免了“二次污染”；
[0011]二
、
本专利技术所构造“阳极
‑
固态电解质
‑
阴极”堆叠结构工艺简单，且可循环利用；
[0012]三
、
本专利技术涉及的操作方法适用范围广，适用于染料
、
酚类化合物等多种污染物的降解处理；
[0013]四
、
本专利技术方法在保证电导率的同时，同样实现了较好的处理效果；
[0014]五
、
利用本专利技术一种无需液相电解质电芬顿体系中的堆叠结构对罗丹明
B
和苯酚的去除率可达
100
％
。
附图说明
[0015]图1为本专利技术中一种无需液相电解质电芬顿体系中的堆叠结构示意图，图中1为阳极，2为阴极，3为固态电解质或准固态电解质，4为密封层；
[0016]图2为本专利技术中一种无需液相电解质电芬顿体系中的堆叠结构应用于电芬顿体系降解受污染水体中污染物的示意图，图中1为电解槽，2为一种无需液相电解质电芬顿体系中的堆叠结构，3为直流电源，4为受污染水体；
[0017]图3为实施例2中在
100mA
电流下采用实施例1所述堆叠结构以及对照组1的罗丹明
B
污染物去除率示意图；
[0018]图4为实施例3中在
200mA
电流下采用本专利技术堆叠结构以及对照组2的罗丹明
B
污染物去除率示意图；
[0019]图5为实施例4中在
100mA
电流下采用本专利技术堆叠结构以及对照组3的苯酚污染物去除率示意图；
[0020]图6为实施例5中在
200mA
电流下采用本专利技术堆叠结构以及对照组4的苯酚污染物去除率示意图
。
具体实施方式
[0021]具体实施方式一：本实施方式一种无需液相电解质电芬顿体系中的堆叠结构，其特征在于所述堆叠结构为固态电解质或准固态电解质夹在阳极与阴极之间，构成阳极
‑
固态电解质
‑
阴极或阳极
‑
准固态电解质
‑
阴极的堆叠结构
。
[0022]具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：所述的阳极为石墨
、
石墨毡
、
铂片
、
铁片
、
掺硼金刚石或
Ti/MMO。
其它步骤与具体实施方式一相同
。
[0023]具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：所述阴极为铂片
、
泡沫铜
、
不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种无需液相电解质电芬顿体系中的堆叠结构，其特征在于所述堆叠结构为固态电解质或准固态电解质夹在阳极与阴极之间，构成阳极
‑
固态电解质
‑
阴极或阳极
‑
准固态电解质
‑
阴极的堆叠结构
。2.
根据权利要求1所述的一种无需液相电解质电芬顿体系中的堆叠结构，其特征在于所述的阳极为石墨
、
石墨毡
、
铂片
、
铁片
、
掺硼金刚石或
Ti/MMO。3.
根据权利要求1所述的一种无需液相电解质电芬顿体系中的堆叠结构，其特征在于所述阴极为铂片
、
泡沫铜
、
不锈钢
、
石墨
、
石墨毡
、
活性炭
、
生物炭
、
炭黑
、
碳毡
、
介孔碳
、
活性炭纤维
、
碳纳米管
、
石墨烯
、
碳海绵
、
富勒烯
、
网状玻璃碳泡沫
、
各种元素掺杂改性碳材料
、
气体扩散电极
、
金属掺杂石墨相氮化碳
、MOFs
衍生物修饰阴极
。4.
根据权利要求3所述的一种无需液相电解质电芬顿体系中的堆叠结构，其特征在于所述的各种元素掺杂改性碳材料为非金属单原子掺杂碳材料
、
非金属多原子共掺杂碳材料
、
金属原子掺杂碳材料
、
化合物掺杂碳材料或金属原子与非金属原子共掺杂碳材料；所述的非金属单原子掺杂碳材料为
O、N、S
或
P
原子掺杂碳材料；所述的非金属多原子共掺杂碳材料为
N、S
共掺杂碳材料
。5.
根据权利要求1所述的一种无需液相电解质电芬顿体系中的堆叠结构，其特征在于所述的固态电解质为硫酸盐固态电解质
、
氯化物盐固态电解质
、
硝酸盐固态电解质
、
碳酸氢盐固态电解质
、
高氯酸盐固态电解质
、
硅酸盐固态电解质
、
磷酸盐固态电解质
、
离子交换树脂固态电解质
、
苯乙烯
‑
二乙烯基苯共聚物微球固态电解质
、
无机
Cs
x
H3‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠华，武传燕，张小龙，范天航，杨雪，杨旭，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：