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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电化学水处理领域,涉及一种用于近海油污处理的海面漂浮电化学装置。
技术介绍
1、近年来,海上原油或重油泄漏事故频繁发生,油类污染物泄漏到海水中,会在水面迅速扩散,并会隔离海水与空气中的氧气交换,导致海洋生物窒息而亡,危害海洋环境,破坏海洋生态系统,进而威胁人类健康。传统的物理吸附、生物降解等技术在处理这类污染物时存在难降解、易造成二次污染及处理效率低等问题,因此急需开发高效稳定、环境友好的处理技术。
2、电芬顿技术是将电催化氧还原产h2o2与芬顿反应相结合,o2在阴极被还原生成h2o2,fe2+与h2o2发生芬顿反应产生·oh,进而降解难降解有机污染物,具有清洁高效的优点。投加fe2+的均相电芬顿受ph的限制、且会产生铁泥,限制其广泛应用。非均相电芬顿以铁基材料等代替溶解性的fe2+,有宽的ph应用范围,避免产生铁泥,有广泛的应用前景。feocl是一种好的替代材料,有较高的活化h2o2产·oh的能力。
3、综上,非均相电芬顿技术具有绿色无污染、高效稳定、操作简便等优点,是一种良好的解决近海水质污染问题的方法。但目前的非均相电芬顿催化剂制备复杂,精准合成困难,成本高,并且油污通常漂浮在海面上,而海面上供电不方便。因此,本专利技术制备了一种二维碳材料,用于高效的电催化氧还原合成h2o2,并以feocl活化h2o2产·oh,在此基础上设计了一种可以在海面漂浮且能处理海洋污染物的装置。
技术实现思路
1、本专利技术针对近年来海洋油污污染的问题,提供一种
2、本专利技术的技术方案:
3、一种用于近海油污处理的海面漂浮电化学装置,包括太阳能发电板、太阳能板正极、太阳能板负极、太阳能控制器、太阳能控制器正极、太阳能控制器负极、蓄电池、蓄电池正极接线柱、蓄电池负极接线柱、固定支架、气体扩散电极、钌铱钛电极、导线、导电铜箔、曝气泵、防水绝缘垫和曝气管;
4、太阳能发电板固定在木板上,其背面采用防老化防水背板,边框为氧化铝合金框;太阳能板正极与第一太阳能控制器正极通过导线相连,太阳能板负极与第一太阳能控制器负极通过导线相连;
5、蓄电池通过固定支架固定在木板上;蓄电池正极接线柱与第二太阳能控制器正极通过导线相连,蓄电池负极接线柱与第二太阳能控制器负极通过导线相连;
6、太阳能控制器具备液晶显示屏,可显示电压电量,具备菜单键与调节键,可调节充放电参数;太阳能控制器通过螺丝固定在木板上,其用于检测蓄电池的电压,太阳能控制器与蓄电池之间的距离小于30cm;
7、负载lpc-feocl催化剂层的气体扩散电极和钌铱钛电极各有两块,交替固定在木板下方,可提高电子传输效率;使用导电铜箔将两块负载lpc-feocl催化剂层的气体扩散电极连接起来,为海面漂浮电化学装置的阴极;使用导电铜箔将两块钌铱钛电极连接起来,为海面漂浮电化学装置的阳极;阳极与第三太阳能控制器正极相连,阴极与第三太阳能控制器负极相连;
8、导线和导电铜箔均设有防水装置。
9、曝气泵有2个,通过曝气管分别为两个气体扩散电极曝空气。
10、防水绝缘垫设置在阴极和阳极之间,避免短路。
11、lpc-feocl催化剂层由lpc材料与feocl混合得到的,lpc材料为一种比表面积较大的二维层状碳材料。lpc-feocl催化剂制备步骤如下:
12、(1)采用与yangyang liu公开发表的文章《electrosynthesis of chlorine fromseawater-like solution through single-atom catalysts》一样的方法制备得到lpc催化剂,首先通过超声的方法得到zn-mofs纳米片,再将其碳化得到二维的lpc材料,其中碳化温度为650℃-950℃。通过将fecl3·6h2o在马弗炉中煅烧的方法得到feocl粉末。
13、(2)将lpc催化剂和feocl粉末以1:10的质量比在乙醇中超声分散均匀,过滤后干燥得到lpc-feocl催化剂。
14、该装置工作原理:太阳能发电板提供电能,气体扩散阴极可以通过空气中的氧气原位电合成h2o2,h2o2与feocl发生类芬顿反应产生·oh,·oh可高效快速地降解海洋油污及各类难降解污染物,钌铱钛阳极也可直接电氧化降解一些小分子污染物。
15、本专利技术有益效果:本专利技术提供一种可以在海面漂浮的电化学装置,阴极催化剂以天然海水作为电解质,高效稳定的产生h2o2,并被催化分解生成·oh,且该装置利用太阳能发电板为电芬顿反应提供电能,克服了海面上供电难的问题,具有绿色无污染、操作简单、能耗低的优势,能有效降解海面油类污染物,解决了近海水质受污染的问题。
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1.一种用于近海油污处理的海面漂浮电化学装置,其特征在于,该海面漂浮电化学装置包括太阳能发电板、太阳能板正极、太阳能板负极、太阳能控制器、太阳能控制器正极、太阳能控制器负极、蓄电池、蓄电池正极接线柱、蓄电池负极接线柱、固定支架、气体扩散电极、钌铱钛电极、导线、导电铜箔、曝气泵、防水绝缘垫和曝气管;
2.根据权利要求1所述的海面漂浮电化学装置,其特征在于,所述太阳能控制器与蓄电池之间的距离小于30cm。
3.根据权利要求1所述的海面漂浮电化学装置,其特征在于,所述导线和导电铜箔均设有防水装置。
4.根据权利要求1所述的海面漂浮电化学装置,其特征在于,所述LPC-FeOCl催化剂由LPC材料与FeOCl混合得到;步骤如下:
【技术特征摘要】
1.一种用于近海油污处理的海面漂浮电化学装置,其特征在于,该海面漂浮电化学装置包括太阳能发电板、太阳能板正极、太阳能板负极、太阳能控制器、太阳能控制器正极、太阳能控制器负极、蓄电池、蓄电池正极接线柱、蓄电池负极接线柱、固定支架、气体扩散电极、钌铱钛电极、导线、导电铜箔、曝气泵、防水绝缘垫和曝气管;
2.根据权利要求1所...
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