【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水处理，特别是亚氧化钛陶瓷膜电极制备方法及其净水膜电极反应器。
技术介绍
1、难降解有机废水处理是我国生态文明建设中的关键需求之一。面对此类盐分高、毒性强且成分复杂的废水，传统工艺难以达到日益严格的排放标准。电化学氧化法以电子为反应主体驱动水中污染物转化与降解，具有无需药剂、反应温和、集成化程度高、操作简单可控等优点。电化学反应的核心区间仅位于极薄的电极-溶液界面，所以电化学水处理效率往往受限于传质速率，当处理低浓度难降解废水时，该限制因素越发凸显。此外，在反应过程中，阳极不可避免的析氧副反应，导致电能的大量浪费；
2、综上，如何设计处能够提质增效且节能降耗的电化学反应单元成为了本领域研究人员急需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：如何设计处能够提质增效且节能降耗的电化学反应单元；
2、为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案为：
3、本专利技术是亚氧化钛陶瓷膜电极制备方法，包括如下步骤，s1：以碳粉作为孔隙产生剂，将tio2在氢气流量为200～250ml min-1，温度为950～1050℃条件下进行2～3h还原反应，制备得到亚氧化钛粉体；s2：将亚氧化钛粉体二次加热至1740～1840℃,并呈熔融状态；s3：采用等离子喷涂法，将熔融状态的亚氧化钛粉体喷涂在带有微孔的陶瓷膜表面制备得到亚氧化钛管状陶瓷膜电极；s4：待亚氧化钛管状陶瓷膜电极冷却后，将亚氧化钛管状陶瓷膜电极两端焊接有支撑件。
5、如何将亚氧化钛陶瓷膜电极应用于净水膜电极反应器，本专利技术提供了净水膜电极反应器，包括：亚氧化钛陶瓷膜电极；壳体，其内设置有作为阳极的所述亚氧化钛陶瓷膜电极，作为阴极的不锈钢套管；其中所述亚氧化钛陶瓷膜电极两端的支撑件支撑并伸出所述壳体的对应端面，且其中一所述支撑件作为电源阳极的连接端；所述不锈钢套管套设于所述亚氧化钛陶瓷膜电极外，并与所述亚氧化钛陶瓷膜电极同轴设置，其端部置于所述壳体外作为电源阴极连接端；所述不锈钢套管表面开设有多个通过孔；所述支撑件轴向中部开设有进口，其与所述亚氧化钛陶瓷膜电极内部连通；出口，其开设在所述壳体外壁；循环泵，其连接所述进口、出口；
6、在本方案中，壳体为分体结构，便于将亚氧化钛陶瓷膜电极、不锈钢套管的固定安装在壳体内，亚氧化钛陶瓷膜电极与电源的阳极连接，不锈钢套管与电源的阴极连接，不锈钢套管套设与亚氧化钛陶瓷膜电极外，支撑件的作用是1、固定亚氧化钛陶瓷膜电极；2、与电源阳极连接；3、便于溶液通过进口进入至亚氧化钛陶瓷膜电极内的空腔内；
7、循环泵连接进口、出口，对壳体内的溶液进行循环，在循环过程中，对亚氧化钛陶瓷膜电极、不锈钢套管进行通电；
8、在此过程中，在壳体中引入溶液，这个溶液通常包含带电离的物质，如离子或分子；这个溶液充满了整个壳体内，包括电极之间的空间；电源启动，电流通过连接到阴极的不锈钢套筒和阳极的亚氧化钛陶瓷膜电极，电极反应开始；在不锈钢套筒上，还原反应发生，电子从电源流向阴极，导致离子还原成中性物质；与此同时，在亚氧化钛陶瓷膜电极上，氧化反应发生，离子失去电子并被氧化成带电物质；在反应过程中，电解质中的阳离子会亚氧化钛陶瓷膜电极迁移，而阴离子则向不锈钢套筒迁移；通过循环泵将原水以不同流速从出顶端的出口抽出，强制水从亚氧化钛陶瓷膜电极内穿流，进口处进水再进行循环处理。
9、为了能够将电解水产生的气体进行排出，本专利技术采用所述壳体上还开设有气口；
10、通过设置气口，通过电解水得到的氧气、氢气便从气口排出。
11、为了说明循环泵具体采用的结构，本专利技术采用循环泵采用压缩式蠕动泵。
12、为了说明电源采用的具体结构，本专利技术采用电源采用太阳能电池板；
13、通过采用太阳能电池板能够对将太能能量进行收集，实现绿色能源的利用。
14、本专利技术的有益效果：本专利技术是亚氧化钛陶瓷膜电极制备方法及其净水膜电极反应器，本方案具有如下优点：
15、(1)本专利技术所使用的亚氧化钛陶瓷膜电极表面凹凸不平，丰富的孔结构有利于污染物在孔内部的传质过程，具有良好的导电性、高析氧电位和优异的耐腐蚀性能。
16、(2)亚氧化钛陶瓷膜电极中大孔结构有利于实现膜过滤功能，达到改善电化学氧化传质效率的目的。
17、(3)本专利技术反应温和、对环境损害小；在供能方式上加装了太阳能电池板做到无污染供能，安全性和使用年限也能得到提升。
18、(4)本专利技术小巧轻便，易于运输安装。启动时间短、启动地点灵活性高、耗能需求降低。
19、(5)本专利技术集成化高，易于拆卸，构造简单，维护流程缩减，配套零件部位易于更换。
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1.亚氧化钛陶瓷膜电极制备方法，其特征在于，包括如下步骤，
2.根据权利要求1所述的亚氧化钛陶瓷膜电极制备方法，其特征在于，S2中的等离子喷涂法为将熔融状态的亚氧化钛粉体在电流750A、氩气流量为42.5～48.5L/min、氦气流量9.45～10.45L/min、2r/min转速的的条件下进行喷涂。
3.净水膜电极反应器，包括权利要求1～2中的所述亚氧化钛陶瓷膜电极，其特征在于，还包括：
4.根据权利要求3所述的净水膜电极反应器，其特征在于，所述壳体上还开设有气口。
5.根据权利要求3所述的净水膜电极反应器，其特征在于，所述循环泵采用压缩式蠕动泵。
6.根据权利要求3所述的净水膜电极反应器，其特征在于，所述电源采用太阳能电池板。
【技术特征摘要】
1.亚氧化钛陶瓷膜电极制备方法，其特征在于，包括如下步骤，
2.根据权利要求1所述的亚氧化钛陶瓷膜电极制备方法，其特征在于，s2中的等离子喷涂法为将熔融状态的亚氧化钛粉体在电流750a、氩气流量为42.5～48.5l/min、氦气流量9.45～10.45l/min、2r/min转速的的条件下进行喷涂。
3.净水膜电极反应器，...
【专利技术属性】
技术研发人员：周舟，薛银刚，刘雪峰，付慧敏，武钰，马瑞，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：
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