一种去除多种难降解有机污染物的多维电极电催化装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了属于高浓度有机废水的电化学处理【技术领域】的一种去除多种难降解有机污染物的多维电极电催化装置。该装置由电解槽、极板卡槽、格栅支架、透水格栅、磁珠、出水口、不锈钢阴极板、负载Pt掺杂CoO-SnO镀SrO膜钛基阳极板、电线、稳压稳流电源和含NiO中间层的负载Ag掺杂CuO-CeO2活性氧化铝粒子电极组成。在电解槽的底部放置磁珠，中下部设有出水口。格栅支架分布在电解槽的四角。在电解槽中共放置4个极板卡槽，每个极板卡槽上均匀设置5个卡位，用于选择合适的间距插入不锈钢阴极板和钛基阳极板。最后将活性氧化铝粒子电极均匀投入阴极板和阳极板之间的空隙中。本发明的有益效果是，该装置对含多种难降解有机化合物废水处理效率高、成本低、操作简单。
【专利说明】一种去除多种难降解有机污染物的多维电极电催化装置
【技术领域】
[0001]本发明属于高浓度有机废水的电化学处理【技术领域】，具体涉及一种去除多种难降解有机污染物的多维电极电催化装置。
【背景技术】
[0002]电催化氧化技术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催化处理效果，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催化反应器。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。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种去除多种难降解有机污染物的多维电极电催化装置。本发明的具体内容如下:
[0004]一种去除多种难降解有机污染物的多维电极电催化装置由电解槽(I)、极板卡槽
(2)、格栅支架(3)、透水格栅(4)、磁珠(5)、出水口 (6)、不锈钢阴极板(7)、负载Pt掺杂NiO-SnO镀PbO膜钛基阳极板(8)、电线(9)、稳压稳流电源(10)和含NiO中间层的负载Ag掺杂CuO-CeO2活性氧化铝粒子电极(11)组成。在电解槽⑴的底部放置磁珠(5)。在电解槽(I)的中下部设有出水口(6)，供取样使用。格栅支架(3)分布在电解槽(I)的四角，为固定式，作为透水格栅(4)的支架。透水格栅(4)和极板卡槽(2)均为活动式，可以取出。在电解槽(I)中共放置4个极板卡槽(2)，每个极板卡槽上均匀设置5个卡位，用于选择合适的间距插入不锈钢阴极板(7)和负载Pt掺杂NiO-SnO镀PbO膜钛基阳极板(8)。使用时，先安放磁珠(5)，后将透水格栅(4)放置到格栅支架(3)上，然后将不锈钢阴极板(7)和负载Pt掺杂NiO-SnO镀PbO膜钛基阳极板⑶的四角卡到极板卡槽(2)上后，一同放入电解槽中，用电线(9)将不锈钢阴极板(7)和负载Pt掺杂NiO-SnO镀PbO膜钛基阳极板(8)与稳压稳流电源(10)相连 ，最后将含NiO中间层的负载Ag掺杂CuO-CeO2S性氧化铝粒子电极(11)均匀投入不锈钢阴极板(7)和负载Pt掺杂NiO-SnO镀PbO膜钛基阳极板(8)之间的空隙中。
[0005]其中，所述负载Pt掺杂NiO-SnO镀PbO膜钛基阳极板由如下方法制备:[0006](I)将钛片放置在40kHz超声波清洗仪中用洗涤剂溶液清洗30min，然后取出用去离子水冲洗，再放置在40kHz超声波清洗仪中用去离子水清洗15min ；
[0007](2)将步骤⑴得到的钛片放置在10%的草酸溶液中刻蚀2h，然后取出用去离子水冲洗，再放置在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；
[0008](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_2Pa，功率为100W，氩气压力为Ipa ；
[0009](4)将正丁醇、异丙醇、异丁醇、无水乙醇按等体积比例混合，得到溶液AjfCo (NO3)2.6H20溶于水中制成浓度为0.5mol / L的溶液，加入5滴硝酸以防水解，得到溶液B ;将SnCl2.H2O溶于无水乙醇制成浓度为0.5mol / L的溶液C ;将Sr (NO3)2溶于水中制成浓度为0.5mol / L的溶液D ;
[0010](5)向溶液B中加入等体积的溶液A摇匀后分成等量4份，得到溶液B1、B2、B3、B4 ；
[0011](6)向溶液C中加入等体积的溶液A摇匀后分成等量4份，得到溶液Cl、C2、C3、C4；
[0012](7)向溶液D中加入等体积的溶液A摇匀后分成等量2份，得到溶液Dl、D2 ；
[0013](8)将步骤(3)得到的物质A浸入步骤(5)得到的溶液BI中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°C条件下干燥10h，得到物质BI ；
[0014](9)将物质BI浸入步骤(5)得到的溶液B2中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°C条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在960°C条件下焙烧4h，得到物质B2 ；
[0015](10)将物质B2浸入步骤(6)得到的溶液Cl中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°C条件下干燥10h，得到物质Cl ；
[0016](11)将物质Cl浸入步骤(6)得到的溶液C2中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°C条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在500°C条件下焙烧4h，得到物质C2 ；
[0017](12)将物质C2浸入步骤(5)得到的溶液B3中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°C条件下干燥10h，得到物质B3 ；
[0018](13)将物质B3浸入步骤(5)得到的溶液B4中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°C条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在960°C条件下焙烧4h，得到物质B4 ；
[0019](14)将物质B4浸入步骤(6)得到的溶液C3中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°C条件下干燥IOh，得到物质C3 ；
[0020](15)将物质C3浸入步骤(6)得到的溶液C4中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°C条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在500°C条件下焙烧4h，得到物质C4 ；
[0021](16)将物质C4浸入步骤(7)得到的溶液Dl中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°C条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在780°C条件下焙烧4h，得到物质Dl ；
[0022](17)将物质Dl浸入步骤(7)得到的溶液D2中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°C条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在780°C条件下焙烧4h，得到的物质即为负载Pt掺杂NiO-SnO镀PbO膜的钛基阳极板。
[0023]所述含NiO中间层的负载Ag掺杂CuO-CeO2活性氧化铝粒子电极由如下方法制备:
[0024](I)将300g粒径为3-5mm的Y -Al2O3球用500ml去离子水洗涤，重复洗涤3次，然后放入200ml无水乙醇中浸泡IOh,用500ml去离子水清洗I次后,在80°C条件下干燥IOh,得到颗粒物质A ;
[0025](2)将50ml浓度为0.5mol / L的AgNO3加入150ml异丙醇中，得到溶液A ；
[0026](3)将颗粒物质A加入到溶液A中，并在摇床中摇动3h，过滤得到颗粒物质B和微乳液X，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质B，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥10h，得到颗粒物质C;
[0027](4)将颗粒物质C置于马弗炉中在500°C条件下焙烧4h，得到颗粒物质D ；
[0028](5)将颗粒物质D加入到微乳液X中，并在摇床中摇动3h，过滤除去液体得到颗粒物质E，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质E，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥10h，然后置于马弗炉中在500°C条件下焙烧4h，得到颗粒物质F ；
[0029](6)将 IOml 浓度为 0.5mol / L 的 Ce(NO3)2 溶液和 100ml 浓度为 0.5mol / L 的NiCl2溶液加入到120ml异丙醇和5ml浓盐酸中，然后再加入IOml浓度为0.5mol / L的CuCl2溶液，摇匀后分成等量5份，得到溶液B1、溶液B2、溶液B3、溶液B4、溶液B5 ；
[0030](7)将颗粒物质F加入到溶液B1中，并在摇床中摇动3h，过滤除去液体得到颗粒物质Gl，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质Gl，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥10h，得到颗粒物质H1 ；
[0031](8)将颗粒物质H1加入到溶液B2中，并在摇床中摇动3h，过滤除去液体得到颗粒物质G2，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质G2，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥10h，得到颗粒物质H2 ；
[0032](9)将颗粒物质H2加入到溶液B3中，并在摇床中摇动3h，过滤除去液体得到颗粒物质G3，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质G3，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥10h，得到颗粒物质H3 ；
[0033](10)将颗粒物质H3加入到溶液B4中，并在摇床中摇动3h，过滤除去液体得到颗粒物质G4，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质G4，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥10h，得到颗粒物质H4 ；
[0034](11)将颗粒物质H4加入到溶液B5中，并在摇床中摇动3h，过滤除去液体得到颗粒物质G5，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质G5，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥10h，得到颗粒物质H5 ;将H5置于马弗炉中在500°C条件下焙烧4h，得到颗粒物质I ;
[0035](12)将 20ml 浓度为 0.5mol / L 的 Ce (NO3)2 溶液和 80ml 浓度为 0.5mol / L 的NiCl2溶液加入到120ml异丙醇和5ml浓盐酸中，然后再加入20ml浓度为0.5mol / L的CuCl2溶液，得到溶液C ;[0036](13)将颗粒物质I加入到溶液C中，并在摇床中摇动3h ;过滤除去液体得到颗粒物质J，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质J，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥10h，得到颗粒物质K;
[0037](14)将 40ml 浓度为 0.5mol / L 的 Ce (NO3)2 溶液和 40ml 浓度为 0.5mol / L 的NiCl2溶液加入到120ml异丙醇和5ml浓盐酸中，然后再加入40ml浓度为0.5mol / L的CuCl2溶液，得到溶液D ;
[0038](15)将颗粒物质K加入到溶液D中，并在摇床中摇动3h ;过滤除去液体得到颗粒物质L，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质L，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥10h，得到颗粒物质M ； [0039](16)将 45ml 浓度为 0.5mol / L 的 Ce (NO3) 2 溶液和 15ml 浓度为 0.5mol / L 的NiCl2溶液加入到120ml异丙醇和5ml浓盐酸中，然后再加入60ml浓度为0.5mol / L的CuCl2溶液，得到溶液E ;
[0040](17)将颗粒物质M加入到溶液E中，并在摇床中摇动3h ;过滤除去液体得到颗粒物质N，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质N，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥10h，得到颗粒物质O;
[0041](18)将 15ml 浓度为 0.5mol / L 的 Ce (NO3)2 溶液和 5ml 浓度为 0.5mol / L 的NiCl2溶液加入到120ml异丙醇和5ml浓盐酸中，然后再加入100ml浓度为0.5mol / L的CuCl2溶液，得到溶液F ;
[0042](19)将颗粒物质O加入到溶液F中，并在摇床中摇动3h ;过滤除去液体得到颗粒物质P，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质P，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥10h，得到颗粒物质Q，将Q置于马弗炉中在500°C条件下焙烧4h，得到的颗粒物质即为含NiO中间层的负载Ag掺杂CuO-CeO2活性氧化铝粒子电极。
[0043]本发明的有益效果是，该多维电极电催化装置对含多种难降解有机化合物废水处理效率高、成本低、操作简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0044]附图1是一种去除多种难降解有机污染物的多维电极电催化装置的透视图。附图1中I为电解槽，2为极板卡槽,3为格栅支架,4为透水格栅,5为磁珠,6为出水口，7为不锈钢阴极板，8为负载Pt掺杂Ni O-SnO镀PbO膜钛基阳极板，9为电线，IO为稳压稳流电源，11为含NiO中间层的负载Ag掺杂CuO-CeO2活性氧化铝粒子电极。
【具体实施方式】
[0045]实施例
[0046](I) 一种去除多种难降解有机污染物的多维电极电催化装置的制备过程如下:
[0047]电解槽的长为60mm,宽为50mm,高为120mm。在侧壁中心线上距底部35mm处开设孔径为2mm的出水口。在电解槽的四角距底部IOmm处设置格栅支架，格栅支架由上下分别为5mm与IOmm的立方体粘合而成。透水格栅为长为56mm、宽为46mm、厚为3mm的薄板，在透水格栅的四角去除边长为2mm的正方形，在透水格栅薄板上均匀开设孔径为2mm的透水孔，透水格栅为活动式，可以取出，在使用时安放在格栅支架上即可。极板卡槽由4个IOmmX IOmmX60mm的长方体组成，每两个卡槽为一对，卡槽上均匀分布5mmX5mmX2mm的卡位，用于插入长度为60mm、宽度为40mm、厚度为2mm的不锈钢阴极板和负载Pt掺杂NiO-SnO镀PbO膜钛基阳极板。极板卡槽活动式可取出，使用时将不锈钢阴极板和负载Pt掺杂NiO-SnO镀PbO膜钛基阳极板四角卡入卡位中，一起插入电解槽中，放到格栅支架上。用电线将不锈钢阴极板和负载Pt掺杂NiO-SnO镀PbO膜钛基阳极板与稳压稳流电源相连。最后将含NiO中间层的负载Ag掺杂CuO-CeO2活性氧化铝粒子电极均匀投入到不锈钢阴极板和负载Pt掺杂NiO-SnO镀PbO膜钛基阳极板之间的空隙中。[0048](2)负载Pt掺杂NiO-SnO镀PbO膜钛基阳极板由如下过程制备:
[0049]将长度为60mm、宽度为40mm、厚度为2mm的钛片用240号氧化招耐水砂纸打磨至表面出现金属光泽，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，然后取出先用500mL自来水冲洗，再用IOOmL去离子水冲洗，再放置在40kHz超声波清洗仪中用去离子水清洗15min ;然后将清洗后的钛片放置在IOOmL质量浓度为10%的草酸溶液中刻蚀2h，取出先用500mL自来水冲洗，再用IOOmL去离子水冲洗，再放置在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；
[0050]取出保存在无水乙醇中的钛片，利用辉光放电对其表面进行预处理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_2pa，功率为100W，氩气压力为Ipa ；
[0051]将150mL正丁醇、150mL异丙醇、150mL异丁醇和150mL无水乙醇混合均匀，得到600mL溶液A ;将20.8克SnCl2.H2O溶于200mL无水乙醇制成浓度为0.5mol / L的溶液B ；将29.1克附(勵3)2.6!120溶于2001^无水乙醇中制成浓度为0.511101 / L的溶液Cl，将29.1克Ni (NO3)2.6H20溶于200mL水中制成浓度为0.5mol / L的溶液，加入5滴硝酸以防水解，得到200mL溶液C2 ;将33.1克Pb (NO3)2溶于200mL水中制成浓度为0.5mol / L的溶液，加入5滴硝酸以防水解，得到溶液D ;
[0052]将15mL溶液B与60mL溶液Cl混合，得到75mL溶液El ;将75mL溶液El与75mL溶液A混合，摇匀后分成等量3份，得到50mL溶液Fl_l、50mL溶液Fl_2、50mL溶液F1-3 ；
[0053]将30mL溶液B与45mL溶液Cl混合，得到75mL溶液E2 ;将75mL溶液E2与75mL溶液A混合，摇匀后分成等量3份，得到50mL溶液F2_l、50mL溶液F2_2、50mL溶液F2-3 ；
[0054]将45mL溶液B与30mL溶液Cl混合，得到75mL溶液E3 ;将75mL溶液E3与75mL溶液A混合，摇匀后分成等量3份，得到50mL溶液F3_l、50mL溶液F3_2、50mL溶液F3-3 ；
[0055]将60mL溶液B与15mL溶液Cl混合，得到75mL溶液E4 ;将75mL溶液E4与75mL溶液A混合，摇匀后分成等量3份，得到50mL溶液F4_l、50mL溶液F4_2、50mL溶液F4-3 ；
[0056]将15mL溶液C2与35mL溶液D混合，得到50mL溶液Gl ;将50mL溶液Gl与50mL溶液A混合，摇匀后分成等量2份，得到50mL溶液Hl_l、50mL溶液H1-2 ；
[0057]将5mL溶液C2与45mL溶液D混合，得到50mL溶液G2 ;将50mL溶液G2与50mL溶液A混合，摇匀后分成等量2份，得到50mL溶液H2_l、50mL溶液H2-2 ；
[0058]将IOOmL溶液D与IOOmL溶液A等体积比混合，摇匀后分成等量4份，得到50mL溶液Dl、50mL溶液D2、50mL溶液D3、50mL溶液D4 ；
[0059]将物质A浸入到50mL溶液Fl-1中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°c条件下干燥10h，得到物质Bl-1 ；
[0060]将物质Bl-1浸入到50mL溶液F2-1中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°c条件下干燥10h，得到物质B2-1 ；
[0061]将物质B2-1浸入到50mL溶液F3-1中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°c条件下干燥10h，得到物质B3-1 ；
[0062]将物质B3-1浸入到50mL溶液F4_l中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°c条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在600°C条件下焙烧4h，得到物质B4-1 ；
[0063]将物质B4-1浸入到50mL溶液F1-2中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°c条件下干燥10h，得到物质B1-2 ；
[0064]将物质B1-2浸入到50mL溶液F2_2中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°c条件下干燥10h，得到物质B2-2 ；
[0065]将物质B2-2浸入到50mL溶液F3_2中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°c条件下干燥10h，得到物质B3-2 ；
[0066] 将物质B3-2浸入到50mL溶液F4_2中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°c条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在600°C条件下焙烧4h，得到物质B4-2 ；
[0067]将物质B4-2浸入到50mL溶液Fl_3中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°c条件下干燥10h，得到物质B1-3 ；
[0068]将物质B1-3浸入到50mL溶液F2_3中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°c条件下干燥10h，得到物质B2-3 ；
[0069]将物质B2-3浸入到50mL溶液F3_3中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°c条件下干燥10h，得到物质B3-3 ；
[0070]将物质B3-3浸入到50mL溶液F4_3中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°c条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在600°C条件下焙烧4h，得到物质B4-3 ；
[0071]将物质B4-3浸入到50mL溶液Hl-1中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°c条件下干燥10h，得到物质Cl-1 ；
[0072]将物质Cl-1浸入到50mL溶液H2_l中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°c条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在600°C条件下焙烧4h，得到物质C2-1 ；
[0073]将物质C2-1浸入到50mL溶液Hl_2中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°c条件下干燥10h，得到物质C1-2 ；
[0074]将物质C1-2浸入到50mL溶液H2_2中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°c条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在600°C条件下焙烧4h，得到物质C2-2 ；
[0075]将物质C2-2浸入到50mL溶液Dl中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°C条件下干燥10h，得到物质Dl ；
[0076]将物质Dl浸入到50mL溶液D2中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°c条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在600°C条件下焙烧4h，得到物质D2 ；
[0077]将物质D2浸入到50mL溶液D3中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°c条件下干燥10h，得到物质D3 ；
[0078]将物质D3浸入到50mL溶液D4中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°c条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在600°C条件下焙烧4h，得到的物质即为负载Pt掺杂NiO-SnO镀PbO膜钛基阳极板。
[0079](3)含NiO中间层的负载Ag掺杂CuO-CeO2S性氧化铝粒子电极由如下方法制备:
[0080]将300g粒径为3-5mm的Y -Al2O3球用500ml去离子水洗涤，重复洗涤3次，然后放入200ml无水乙醇中浸泡10h，用500ml去离子水清洗I次后，在80°C条件下干燥10h，得到颗粒物质A。
[0081]将50ml浓度为0.5mol / L的AgNO3加入150ml异丙醇中，得到溶液A。将颗粒物质A加入到溶液A中，并在摇床中摇动3h，过滤得到颗粒物质B和微乳液X，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质B，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥10h，得到颗粒物质C ;将颗粒物质C置于马弗炉中在500°C条件下焙烧4h，得到颗粒物质D ;将颗粒物质D加入到微乳液X中，并在摇床中摇动3h，过滤除去液体得到颗粒物质E，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤E，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥10h，然后置于马弗炉中在500°C条件下焙烧4h，得到颗粒物质F。
[0082]将IOml 浓度为 0.5mol / L 的 Ce (NO3)2 溶液和 100ml 浓度为 0.5mol / L 的 NiCl2溶液加入到120ml异丙醇和5ml浓盐酸中，然后再加入IOml浓度为0.5mol / L的CuCl2溶液，摇匀后分成等量5份，得到溶液B1、溶液B2、溶液B3、溶液B4、溶液B5 ；
[0083]将颗粒物质F加入到溶液B1中，并在摇床中摇动3h，过滤除去液体得到颗粒物质G1，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质G1，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥10h，得到颗粒物质H1 ;将颗粒物质H1加入到溶液B2中，并在摇床中摇动3h，过滤除去液体得到颗粒物质G2，用IOOmL质量浓度为95 %的乙醇洗涤颗粒物质G2，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥10h，得到颗粒物质H2 ;将颗粒物质H2加入到溶液B3中，并在摇床中摇动3h，过滤除去液体得到颗粒物质G3，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质G3，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥10h，得到颗粒物质H3 ;将颗粒物质H3加入到溶液B4中，并在摇床中摇动3h，过滤除去液体得到颗粒物质G4，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质G4，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥10h，得到颗粒物质H4 ;将颗粒物质H4加入到溶液B5中，并在摇床中摇动3h，过滤除去液体得到颗粒物质G5，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质G5，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥10h，得到颗粒物质H5 ;将H5置于马弗炉中在500°C条件下焙烧4h，得到颗粒物质I。
[0084]将20ml 浓度为 0.5mol / L 的 Ce (NO3)2 溶液和 80ml 浓度为 0.5mol / L 的 NiCl2溶液加入到120ml异丙醇和5ml浓盐酸中，然后再加入20ml浓度为0.5mol / L的CuCl2溶液，得到溶液C。
[0085]将颗粒物质I加入到溶液C中，并在摇床中摇动3h ;过滤除去液体得到颗粒物质J，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质J，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥IOh，得到颗粒物质K。[0086]将40ml 浓度为 0.5mol / L 的 Ce (NO3)2 溶液和 40ml 浓度为 0.5mol / L 的 NiCl2溶液加入到120ml异丙醇和5ml浓盐酸中，然后再加入40ml浓度为0.5mol / L的CuCl2溶液，得到溶液D。
[0087]将颗粒物质K加入到溶液D中，并在摇床中摇动3h ;过滤除去液体得到颗粒物质L，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质L，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥IOh，得到颗粒物质M。
[0088]将45ml 浓度为 0.5mol / L 的 Ce (NO3)2 溶液和 15ml 浓度为 0.5mol / L 的 NiCl2溶液加入到120ml异丙醇和5ml浓盐酸中，然后再加入60ml浓度为0.5mol / L的CuCl2溶液，得到溶液E。
[0089]将颗粒物质M加入到溶液E中，并在摇床中摇动3h ;过滤除去液体得到颗粒物质N，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质N，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥IOh，得到颗粒物质O。
[0090]将15ml 浓度为 0.5mol / L 的 Ce (NO3)2 溶液和 5ml 浓度为 0.5mol / L 的 NiCl2 溶液加入到120ml异丙醇和5ml浓盐酸中，然后再加入100ml浓度为0.5mol / L的CuCl2溶液，得到溶液F。
[0091]将颗粒物质O加入到溶液F中，并在摇床中摇动3h ;过滤除去液体得到颗粒物质P，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质P，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥10h，得到颗粒物质Q，将Q置于马弗炉中在500°C条件下焙烧4h，得到的颗粒物质即为含NiO中间层的负载Ag掺杂CuO-CeO2活性氧化铝粒子电极。
[0092](4)降解实验
[0093]运用本发明得到的多维电极电催化装置对含多种难降解有机化合物废水进行了降解试验，结果表明该多维电极电催化装置能够高效去除废水中的多种难降解有机化合物，当进水COD为298mg/L时，在pH为4.5，电压为12V，处理时间为120min条件下，处理后出水中的COD降低到 36mg / L，处理效率达到87.92%。
【权利要求】
1.一种去除多种难降解有机污染物的多维电极电催化装置，其特征在于，该多维电极电催化装置由电解槽、极板卡槽、格栅支架、透水格栅、磁珠、出水口、不锈钢阴极板、负载Pt掺杂CoO-SnO镀SrO膜钛基阳极板、电线、稳压稳流电源和含NiO中间层的负载Ag掺杂CuO-CeO2活性氧化铝粒子电极组成；在电解槽的底部放置磁珠，中下部设有出水口 ；格栅支架分布在电解槽的四角，透水格栅和极板卡槽均为活动式；在电解槽中共放置4个极板卡槽，每个极板卡槽上均匀设置5个卡位；含NiO中间层的负载Ag掺杂CuO-CeO2活性氧化铝粒子电极均匀投入不锈钢阴极板和负载Pt掺杂NiO-SnO镀PbO膜钛基阳极板之间的空隙中；其中，负载Pt掺杂CoO-SnO镀SrO膜钛基阳极板由如下方法制备: (1)将钛片放置在40kHz超声波清洗仪中用洗涤剂溶液清洗30min，然后取出用去离子水冲洗，再放置在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，然后取出用去离子水冲洗，再放置在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_2Pa，功率为100W，氩气压力为Ipa ； (4)将正丁醇、异丙醇、异丁醇、无水乙醇按等体积比例混合，得到溶液AjfCo (NO3)2.6H20溶于水中制成浓度为0.5mol / L的溶液，加入5滴硝酸以防水解，得到溶液B ;将SnCl2.H2O溶于无水乙醇制成浓度为0.5mol / L的溶液C ;将Sr (NO3)2溶于水中制成浓度为0.5mol / L的溶液D ; (5)向溶液B中加入等体积的溶液A摇匀后分成等量4份，得到溶液B1、B2、B3、B4； (6)向溶液C中加入等体积的溶液A摇匀后分成等量4份，得到溶液Cl、C2、C3、C4； (7)向溶液D中加入等体积的溶液A摇匀后分成等量2份，得到溶液Dl、D2； (8)将步骤(3)得到的物质A浸入步骤(5)得到的溶液BI中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°C条件下干燥10h，得到物质BI ； (9)将物质BI浸入步骤(5)得到的溶液B2中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°C条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在960°C条件下焙烧4h，得到物质B2 ； (10)将物质B2浸入步骤(6)得到的溶液Cl中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°C条件下干燥10h，得到物质Cl ； (11)将物质Cl浸入步骤(6)得到的溶液C2中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°C条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在500°C条件下焙烧4h，得到物质C2 ； (12)将物质C2浸入步骤(5)得到的溶液B3中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°C条件下干燥10h，得到物质B3 ； (13)将物质B3浸入步骤(5)得到的溶液B4中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°C条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在960°C条件下焙烧4h，得到物质B4 ； (14)将物质B4浸入步骤(6)得到的溶液C3中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°C条件下干燥10h，得到物质C3 ；(15)将物质C3浸入步骤(6)得到的溶液C4中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°C条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在500°C条件下焙烧4h，得到物质C4 ； (16)将物质C4浸入步骤(7)得到的溶液Dl中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°C条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在780°C条件下焙烧4h，得到物质Dl ； (17)将物质Dl浸入步骤(7)得到的溶液D2中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸溃，3h后取出晾干，然后在100°C条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在780°C条件下焙烧4h，得到的物质即为负载Pt掺杂NiO-SnO镀PbO膜的钛基阳极板。
2.根据权利要求1所述一种去除多种难降解有机污染物的多维电极电催化装置，其特征在于，该多维电极电催化装置中的含NiO中间层的负载Ag掺杂CuO-CeO2活性氧化铝粒子电极由如下方法制备: (1)将300g粒径为3-5mm的、-Al2O3球用500ml去离子水洗涤，重复洗涤3次，然后放入200ml无水乙醇中浸泡10h，用500ml去离子水清洗I次后，在80°C条件下干燥10h，得到颗粒物质A ； (2)将50ml浓度为0.5mol / L的AgNO3加入150ml异丙醇中，得到溶液A ; (3)将颗粒物质A加入到溶液A中，并在摇床中摇动3h，过滤得到颗粒物质B和微乳液X，用100mL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质B，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥10h，得到颗粒物质C ; (4)将颗粒物 质C置于马弗炉中在500°C条件下焙烧4h，得到颗粒物质D； (5)将颗粒物质D加入到微乳液X中，并在摇床中摇动3h，过滤除去液体得到颗粒物质E，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质E，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥10h，然后置于马弗炉中在500°C条件下焙烧4h，得到颗粒物质F ；
(6)将IOml 浓度为 0.5mol / L 的 Ce (NO3)2 溶液和 100ml 浓度为 0.5mol / L 的 NiCl2溶液加入到120ml异丙醇和5ml浓盐酸中，然后再加入IOml浓度为0.5mol / L的CuCl2溶液，摇匀后分成等量5份，得到溶液B1、溶液B2、溶液B3、溶液B4、溶液B5 ； (7)将颗粒物质F加入到溶液B1中，并在摇床中摇动3h，过滤除去液体得到颗粒物质Gl，用IOOmL质量浓度为95 %的乙醇洗涤颗粒物质Gl，重复洗涤2次，然后在80 V条件下干燥IOh，得到颗粒物质H1 ； (8)将颗粒物质H1加入到溶液B2中，并在摇床中摇动3h，过滤除去液体得到颗粒物质G2，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质G2，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥IOh，得到颗粒物质H2 ； (9)将颗粒物质H2加入到溶液B3中，并在摇床中摇动3h，过滤除去液体得到颗粒物质G3，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质G3，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥IOh，得到颗粒物质H3 ； (10)将颗粒物质H3加入到溶液B4中，并在摇床中摇动3h，过滤除去液体得到颗粒物质G4，用100mL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质G4，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥10h，得到颗粒物质H4 ； (11)将颗粒物质H4加入到溶液B5中，并在摇床中摇动3h，过滤除去液体得到颗粒物质G5，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质G5，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥10h，得到颗粒物质H5 ;将H5置于马弗炉中在500°C条件下焙烧4h，得到颗粒物质I ;
(12)将20ml 浓度为 0.5mol / L 的 Ce (NO3)2 溶液和 80ml 浓度为 0.5mol / L 的 NiCl2溶液加入到120ml异丙醇和5ml浓盐酸中，然后再加入20ml浓度为0.5mol / L的CuCl2溶液，得到溶液C ; (13)将颗粒物质I加入到溶液C中，并在摇床中摇动3h;过滤除去液体得到颗粒物质J，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质J，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥IOh，得到颗粒物质K ;
(14)将40ml 浓度为 0.5mol / L 的 Ce (NO3)2 溶液和 40ml 浓度为 0.5mol / L 的 NiCl2溶液加入到120ml异丙醇和5ml浓盐酸中，然后再加入40ml浓度为0.5mol / L的CuCl2溶液，得到溶液D ; (15)将颗粒物质K加入到溶液D中，并在摇床中摇动3h;过滤除去液体得到颗粒物质L，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质L，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥IOh，得到颗粒物质M ;
(16)将45ml 浓度为 0.5mol / L 的 Ce (NO3)2 溶液和 15ml 浓度为 0.5mol / L 的 NiCl2溶液加入到120ml异丙醇和5ml浓盐酸中，然后再加入60ml浓度为0.5mol / L的CuCl2溶液，得到溶液E ; (17)将颗粒物质M加入到溶液E中，并在摇床中摇动3h;过滤除去液体得到颗粒物质N，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质N，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥IOh，得到颗粒物质O ;
(18)将15ml 浓度为 0.5mol / L 的 Ce(NO3)2 溶液和 5ml 浓度为 0.5mol / L 的 NiCl2溶液加入到120ml异丙醇和5ml浓盐酸中，然后再加入100ml浓度为0.5mol / L的CuCl2溶液，得到溶液F ; (19)将颗粒物质O加入到溶液F中，并在摇床中摇动3h;过滤除去液体得到颗粒物质P，用IOOmL质量浓度为95%的乙醇洗涤颗粒物质P，重复洗涤2次，然后在80°C条件下干燥IOh，得到颗粒物质Q，将Q置于马弗炉中在500°C条件下焙烧4h，得到的颗粒物质即为含NiO中间层的负载Ag掺杂CuO-CeO2活性氧化铝粒子电极。
【文档编号】C02F101/30GK103539226SQ201310525733
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2013年10月30日
【发明者】丁爱中, 谢恩, 豆俊峰, 许新宜 申请人:北京师范大学