一种通过多功能电极和脉冲交流电增强电芬顿反应能效的系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种通过多功能电极和脉冲交流电增强电芬顿反应能效的系统，包括反应容器、电解液、两个相同的多功能电极以及可编程交流电源；所述多功能电极以经过煅烧处理的碳材料为基底，负载金属催化剂制得；所述可编程交流电源与两个多功能电极分别电连接，为多功能电极提供脉冲交流电压；两个多功能电极在所述脉冲交流电压的作用下，交替发生析氧反应和电芬顿反应。本发明专利技术还提供一种基于上述系统的增强电芬顿反应能效的方法。本发明专利技术采用两个高效的多功能电极交替发生析氧反应和电芬顿反应，在不使用曝气装置的前提下，有效解决现有电芬顿系统内氧气向电极表面传质效率低、阳极电流效率低的问题，提升了系统整体的能效。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电芬顿降解有机污染物的，具体涉及一种通过多功能电极和脉冲交流电增强电芬顿反应能效的系统及方法。

技术介绍

1、电芬顿是一种绿色、高效、便于控制的有机废水处理技术，其基本原理是：利用阴极2电子氧还原反应生成过氧化氢(h2o2)，再引入催化剂将h2o2转化为羟基自由基(·oh)实现对有机物的非选择性氧化。近年来，大量研究致力于先进的2电子氧还原催化剂的设计去尽可能地提高h2o2产量。然而，对于电极配置和电源控制的优化方法的关注还较少。

2、电芬顿系统对外部氧气供应要求较高，须要在反应过程中不断曝气用于h2o2生产。根据文献报道，电芬顿系统的曝气成本占比超过了总运行成本的47％(chemicalengineering journal,2022,450:138263)。然而，传统的电化学反应器内部存在从溶液到电极表面的传质过程弱的问题，导致了氧气的利用效率低。此外，目前的电芬顿系统中主要使用具有高析氧过电位的阳极，通过1电子水氧化反应生成·oh与阴极芬顿反应生成的·oh协同作用，虽然能够提高有机污染物的降解率(例如electrochimi本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种通过多功能电极和脉冲交流电增强电芬顿反应能效的系统，其特征在于，包括反应容器、电解液、两个相同的多功能电极以及可编程交流电源；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述金属催化剂包括金属氧化物、金属氢氧化物、金属有机框架催化剂中的一种或多种的组合。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述金属催化剂选自层状双金属氢氧化物。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述多功能电极的制备方法包括：将碳材料清洗、干燥后进行煅烧处理，得到煅烧后的碳基底；将第一金属盐、第二金属盐、沉淀剂和形貌控制剂按照一定比例加入水中，混匀得到混合溶液；将...

【技术特征摘要】

1.一种通过多功能电极和脉冲交流电增强电芬顿反应能效的系统，其特征在于，包括反应容器、电解液、两个相同的多功能电极以及可编程交流电源；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述金属催化剂包括金属氧化物、金属氢氧化物、金属有机框架催化剂中的一种或多种的组合。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述金属催化剂选自层状双金属氢氧化物。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述多功能电极的制备方法包括：将碳材料清洗、干燥后进行煅烧处理，得到煅烧后的碳基底；将第一金属盐、第二金属盐、沉淀剂和形貌控制剂按照一定比例加入水中，混匀得到混合溶液；将煅烧后的碳基底与混合溶液混合进行加热反应，产物经洗涤、干燥，得到多功能电极。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭，黄宇，赵雅伦，昌登奥，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：