专利名称：高频超脉冲三维半导体电极水处理反应器技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种污水处理的技术，属于水处理及水污染防治领域，尤其涉及高频 超脉冲电源技术、三维半导体电极制备方法和配比技术以及反应器结构。
背景技术：
水资源是人类和其他生物生存过程中必不可少的资源之一，是宝贵而有限的。随 着现代工业和人类物质文明的发展，通过各种途径进入水体中的各类污染物种类和数量急 剧增加，对水环境造成严重的污染，尤其氰根、重金属离子、杂环化合物及高盐不可生化污 染物，直接威胁着人类的生存与健康，对污水进行处理和循环利用越来越受到重视。水处理 方法有常用的物理法、化学法、生物法、膜法、电化学法和近年来兴起的一些概念性的光辐 射、微波反应、湿式氧化、臭氧、超临界流体等方法，各有优势的同时也有弊端，如设备复杂、 占地面积大、投资成本高、操作难度大、运行费用高等。电化学法在原理上药剂消耗少、操作简便、占地面积小、环境友好，是无二次污染 的绿色环保技术。但常规的电化学反应器中，二维电极反应器电极比表面积小传质效率低 致使处理效果差，极板腐蚀严重；在传统的二维电解槽极板间填充粒状或碎屑状材料，构成 三维电极反应器，提高了反应器的比表面积、电流效率、传质效率处理效果明显优于二维电 极反应器。近年来有人在三维电极材料和反应器结构上作了一些研究，但粒状电极负载的 催化材料易析出，反应器实际应用性不强，没有合理的整流电源系统导致能耗较高。
发明内容
本发明的目的是克服上述水处理技术存在的不足，提供一种适用范围广、处理效 率高、运行成本低、使用寿命长的高频超脉冲三维半导体电极反应器水处理技术，本发明的 另一目的是提供上述技术中的高频超脉冲电源主要参数、三维半导体电极制备方法和反应 器结构。本发明的技术方案为在底部进水顶部出水的立式填充床结构反应器中填充改性 活性炭、烧结Al2O3-TiC复合电极、载Mn/Sn/Sb的、-Al2O3和载Ce02/Sb205半导体活性炭配 比组成的三维半导体电极，将核心参数为输出频率50HZ-20KHZ、占空比25%彡d彡100%方 波脉冲高频超脉冲电源与反应器中经涂钌处理的钛电极连接。发明的具体技术方案是通过以下方式实现的1、高频超脉冲电源发生器的主要参数及性能要求A.输出电压平均值电压0 90V，输出方波脉冲频率为50HZ 20KHZ，输出脉冲 占空比 25%彡d彡100%B.输出最大平均电流10 100AC.调整要求电压、占空比、电流、频率连续可调D.输出电压极性控制要求控制在10秒以内，最大不超过10秒E.显示要求平均电压、峰值电压、电流、频率、占空比
F.线路要求为闭环设计并要求有过流、过压、限流、限压、过热保护装置G.软启动功能2、三维半导体电极的制备，通过下列过程实现A.酸碱改性活性炭的制备将粒径约为5mm的原料活性炭用1 3mol -L"1的NaOH溶液常温下浸渍搅拌8 10h，后洗至中性，在150 200°C干燥，冷却后再用0. 5 1. 5mol · L-1的HNO3溶液常温下 浸渍搅拌8 10h，后洗至中性，150 200°C干燥，制成酸碱改性活性炭；B. Al2O3-TiC复合电极的制备将粒径范围4 6mm、比表面积250m2 · g 总孔体积0. 4683cm3 · g"1的y -Al2O3 球形颗粒，用去离子水反复冲洗浸泡10 14h，解析吸附在载体上的杂质，105 120°C烘 烤2 3h，干燥密封保存备。将Al、Ti02、C粉末混料在酒精浸渍中用球料比为3 1的 Y -Al2O3球湿混18 24h，40 60°C干燥后过100目筛，将混合粉料在氩气保护下进行燃 烧合成，制备得到的53. 15% Al203-46. 85% TiC粉末经二次球磨4 6h后40 60°C干燥， 过100目筛，用少量水和5 13%的粘结剂醋酸纤维酯混勻，挤压造粒，粒径约7 9mm，快 速升温在1500 1700°C下真空烧结，保温5min，真空室气压8 20Pa，压力30MPa，制得粒 径为 4 6mm 的 Al2O3-TiC ；C.载Mn/Sn/Sb的、-Al2O3半导体电极的制备溶胶-凝胶法制备负载Mn/Sn/Sb的、-Al2O3电极，将过程B中使用的、-Al2O3 作为活性催化剂载体，45 60°C下烘干，密封保存备用；按质量比1 0.7 2配比 SnCl4 ·5Η20 和 Mn (NO3)2，取二者总质量的 0. 1 2% 的 SbCl3,用 0. 5 Imol · Γ1 的 HCl 溶 解，加5 20%体积的C2H5OH配成浸渍液溶胶；将预处理好的Y -Al2O3浸渍于配制好的溶 胶中4 8h，滤去浸渍液，将负载后的Y -Al2O3在90 105°C下干燥2 3h，然后在550 850°C下焙烧3 6h，重复上述步骤2 5次；D.载Ce02/Sb205半导体活性炭电极的制备在0. 01 0. 05mol/L Ce4+硝酸溶液中加0. 5 2 %体积的保胶剂聚乙烯醇 加热至75 90°C，冷却，在7000 IOOOrpm高速搅拌下加入3 8%质量的0. 01 0. 05mol · T1Sb3+盐酸溶液和3 8%质量的尿素，加热至75 90°C，待形成溶胶后加入过 程A制得的改性活性炭，慢速搅拌2 3h吸附溶胶，烘干后在强氧化环境中300 450°C加 热焙烧0. 5 1. 5h ；各组分占填料总量的质量百分含量分别为酸碱改性活性炭为30 70%， Al2O3-TiC 复合电极 20 50 %，载 Mn/Sn/Sb 的 γ -Al2O3 半导体电极 0 30 %，载 Ce02/Sb205 半导体活性炭电极0 30%。3、三维半导体电极反应器结构与使用方法参照图1，用导线将涂料钛极板1-1、1-2、1-3、1-4与高频超脉冲电源连接，1_3或 /和1-4处理高难度水时视具体情况增加，管口 7接曝气，污水从进水管6进入反应器，通 过加强筋5的缝隙和极板1-2的孔隙进入反应器主体，在三维半导体电极2的作用处理后 通过极板1-1的空隙到达顶部，从出水口 8排出反应器。9是溢流管口，可以接气体吸收装 置；10是排污管口，用于设备不定期排渣；3是反应器支脚，4是反应器吊耳，便于设备的现 场装配。
本发明高频超脉冲三维半导体电极水处理技术含阻垢防垢、气浮、絮凝、吸附、杀 菌、氧化、还原多种作用机理，利用了电流效应、高频超脉冲效应、感应电磁场效应、半导体 晶格效应，提高了处理效率，大幅度降低能耗。主要机理阐述为1、本发明对活性炭进行酸碱改性处理，除去了活性炭中的酸碱可溶性物质，增大 了活性炭的比表面积，改善了活性炭的吸附活性，提高了其在污水处理过程中的吸附能力 和吸附速率，同时改性活性炭作为粒子电极时，其阳极面积相应增大，氧化能力增强，提高 了粒子电极对吸附在其表面的难降解有机物的降解能力。2、本发明烧结Al2O3-TiC复合电极，具有很强的硬度，与活性炭配合使用，弥补了 活性炭松软易碎的不足，同时，由于晶格活性强，在高频超脉冲电流时，能瞬间将与其界面 接触的H2O激发成H ·和· 0H，H ·变成H2微泡有气浮作用，· OH具强氧化性对有机物产生 作用。3、本发明采用负载金属改性，培烧环境下，其表面吸附的铈盐、锑盐、锰盐和锡盐 分解生成相应的氧化物，并与载体牢固结合在一起，在反应过程中基本无溶出，消除了催化 剂流失和处理效果下降等现象。采用过渡金属改性的活性炭、Y-Al2O3，可以发挥金属氧化 物的协同作用，充分利用电能和强氧化性的羟基自由基，更有效地氧化分解有机污染物。半导体理论解释载Mn/Sn/Sb的、-Al2O3半导体电极的电催化特性无论是锰氧化 物还是锡氧化物以及它们的复合氧化物都具有半导性，其导电性介于金属和绝缘体之间， 能加速电子转移的反应.当它们被填充于主电极之间时。会受到静电感应而使具有半导体 性质的粒子电极两端产生电势差，使两侧呈现正负极，使每个颗粒与周围的水都形成一微 电解池，产生·0Η氧化水中有机物。Mn和Sn的复合组分粒子电极催化性能更好，因为SnO2 的定域态能级高于02/Η202电极电位，SnO2的定域态能级激发电子能够直接传递给表面吸附 O2，在固液界面发生O2 (g) +2H++2e — H2O2 ；H202+e — 0H_+ · OH ；且在有O2条件下在SnO2上能 生成强氧化性的活性物种·0_，它们不仅停留在粒子表面，而且有向晶格内层扩散的 倾向。MnOdnSnO2的晶格常数相近，两者掺杂后易形成固熔体，增加了粒子电极的活性中心 和空穴位，为晶格氧提供了较大的活动空间，提高了催化剂中晶格氧的活动与传输能力，有 利于O2在粒子电极上转变为· 02_、· 0_和· Η0,多种活性物种· 0Η, · 02_、· 0_和· HO2-的 存在，加快有机物的反应速率。从半导体理论解释载Ce02/Sb205半导体活性炭电极的电催化特性=CeO2为萤石型 非化学计量物质，是典型的缺氧氧化物，高速分散形成的溶胶被吸附后焙烧，能形成CeO2纳 米膜，而纳米颗粒的晶面、晶棱、晶角上存在大量晶格缺陷及悬空键，CeO2与Sb2O5掺杂后， 提高了正电极的导电能力，在阳极电动势辅助作用下，萤石型CeO2纳米膜中的晶格缺陷极 易扩散和转移，使得CeO2纳米膜或纳米颗粒有很高的活性，易于吸附带自由基的活性氧种。 自由基或活性氧种直接氧化吸附表面上的有机物，或CeO2晶格氧氧化有机物，而表面的活 性氧种补充晶格氧达到再生效果；降解有机物中间产物与催化剂生成了某种形式的配合 物，使反应活化能大幅下降导致其降解速度加快。本发明既可以用作高浓度难降解有机污水的预处理，以破坏难降解有机物，提高 污水的可生化性；也可用作污水生化处理后的深度处理，以确保污水达标排放或回用；还 可直接用于油田采出回注水、电镀污水、苦成水等不需生化的水处理领域。同时，本发明维 护方便、能耗低，与湿式氧化、临界流体氧化、臭氧氧化、微波氧化等高效氧化法相比，投资少、效果更彻底，有着显著的社会效益和经济效益。
图1为三维半导体电极反应器结构示意图。其中1-1、1_2、1-3、1-4是经涂钌处理 的钛极板，2是三维半导体电极，3是反应器支脚，4是吊耳，5是加强筋，6是污水进口，7是 曝气管口，8是出水口，9是排气管口，10是排污阀图2为对燃烧合成53. 15%々1203-46.85%11(粉末的11 谱图，产物中除六1203和 TiC外，未发现Al、TiO2、C或其他杂相图3为550°C和700°C温度下焙烧制得的Mn-Sn-Sb/ y -Al2O3粒子电极的XRD谱图， 由图可知，没有出现Sb氧化物的衍射峰和锰的氧化物晶相，焙烧温度为550°C时，没有出现 SnO2的衍射峰，焙烧温度为700°C时，出现四方晶系SnO2的特征衍射峰，且衍射峰强而锐。
具体实施例方式实施例1高频超脉冲电源发生器的主要参数及性能输出电压平均值电压0 90V，输出 方波脉冲频率为10KHZ 20KHZ，输出脉冲占空比100% ；输出最大平均电流 100A ；电压、占空比、电流、频率连续可调；输出电压极性控制要求控制在10秒以内，最大不 超过10秒；显示要求平均电压、峰值电压、电流、频率、占空比；线路为闭环设计并要求有 过流、过压、限流、限压、过热保护装置；软启动功能。将粒径约为5mm的原料活性炭用Imol · L—1的NaOH溶液常温下浸渍搅拌10h，后 洗至中性，在160°C干燥2h，冷却后再用lmol -L"1的HNO3溶液常温下浸渍搅拌10h，后洗至 中性，160°C干燥2h，制成酸碱改性活性炭；将粒径范围4 6mm，比表面积250m2 · g"1,总孔体积0. 4683cm3 · g"1的y -Al2O3 球形颗粒，用去离子水反复冲洗浸泡14h，解析吸附在载体上的杂质，在110°C烘烤3h，干燥 冷却后，按为3 1球料比用Y -Al2O3球将Al、TiO2, C粉末混料在酒精浸渍中湿混24h， 48°C干燥后过100目筛，将混合粉料在氩气保护下进行燃烧合成，制备得到的Al2O3-TiC粉 末经二次球磨5h后48°C干燥，过100目筛，用少量水和5%的粘结剂醋酸纤维酯混勻，挤压 造粒，粒径约7 9mm，快速升温在1600°C下真空烧结，保温5min，制得粒径为4 6mm的 Al2O3-TiC复合电极；将上述过程中使用的Y-Al2O3在48°C下烘干，按质量比1 1.5配比SnCl4 ·5Η20 和Mn (NO3)2,取二者总质量的0.2% ^ SbCl3,用0. 5mol .L—1的HCl溶解，加6%体积的C2H5OH 配成浸渍液溶胶，将预处理后的Y-Al2O3载体浸渍于配制好的溶胶中4h，滤去浸渍液，将负 载后的载体在95°C下干燥2h，然后在550°C下焙烧4h，重复上述步骤4次制得载Mn/Sn/Sb 的Y -Al2O3电极；在0. 05mol/L Ce4+硝酸溶液中加0. 5%体积的保胶剂聚乙烯醇加热至80°C，冷却， 在8000rpm高速搅拌下加入5%质量的0. Olmol · L4Sb3+盐酸溶液和3%质量的尿素，加热 至80°C，待形成溶胶后加入已制得的酸碱改性活性炭，慢速搅拌2h吸附溶胶，烘干后在强 氧化环境中350°C加热焙烧Ih制得载Ce02/S2b05半导体活性炭电极；各组分占填料总量的质量百分含量分别为酸碱改性活性炭为30%，Al2O3-TiC复合电极25%，载Mn/Sn/Sb的Y-Al2O3半导体电极25%，载Ce02/Sb205半导体活性炭电极 20%。反应器组装时装入涂钌的钛极板1-1、1-2、1-3。用于处理城市垃圾渗透液。实施例2高频超脉冲电源发生器的主要参数及性能输出电压平均值电压0 36V，输出 方波脉冲频率为5KHZ 10KHZ，输出脉冲占空比100%;输出最大平均电流80A ； 电压、占空比、电流、频率连续可调；输出电压极性控制要求控制在10秒以内，最大不超过 10秒；显示要求平均电压、峰值电压、电流、频率、占空比；线路为闭环设计并要求有过流、 过压、限流、限压、过热保护装置；软启动功能。将粒径约为5mm的原料活性炭用2mol · L—1的NaOH溶液常温下浸渍搅拌8h，后洗 至中性，在180°C干燥1. 5h，冷却后再用Imol · L—1的HNO3溶液常温下浸渍搅拌8h，后洗至 中性，180°C干燥1. 5h，制成酸碱改性活性炭；将粒径范围4 6mm，比表面积250m2 · g"1,总孔体积0. 4683cm3 · g"1的y -Al2O3 球形颗粒，用去离子水反复冲洗浸泡12h，解析吸附在载体上的杂质，在120°C烘烤2h，干燥 冷却后，按为3 1球料比用Y -Al2O3球将Al、TiO2, C粉末混料在酒精浸渍中湿混20h， 50°C干燥后过100目筛，将混合粉料在氩气保护下进行燃烧合成，制备得到的Al2O3-TiC粉 末经二次球磨4h后50°C干燥，过100目筛，用少量水和5%的粘结剂醋酸纤维酯混勻，挤压 造粒，粒径约7 9mm，快速升温在1650°C下真空烧结，保温5min，制得粒径为4 6mm的 Al2O3-TiC复合电极；将上述过程中使用的Y-Al2O3在50°C下烘干，按质量比1 1配比ShCl4*5H20和 Mn(NO3)2，取二者总质量的0. 5%的SbCl3,用0. 5mol .L—1的HCl溶解，加10%体积的C2H5OH 配成浸渍液溶胶，将预处理后的Y-Al2O3载体浸渍于配制好的溶胶中5h，滤去浸渍液，将负 载后的载体在90°C下干燥3h，然后在60(TC下焙烧4h，重复上述步骤3次制得载Mn/Sn/Sb 的Y -Al2O3电极；在0. 03mol/L Ce4+硝酸溶液中加1 %体积的保胶剂聚乙烯醇加热至85°C，冷却，在 9000rpm高速搅拌下加入4%质量的0. 03mol · L—1 Sb3+盐酸溶液和5%质量的尿素，加热至 85°C，待形成溶胶后加入已制得的酸碱改性活性炭，慢速搅拌3h吸附溶胶，烘干后在强氧 化环境中300°C加热焙烧1. 5h制得载Ce02/Sb205半导体活性炭电极；各组分占填料总量的质量百分含量分别为酸碱改性活性炭为50%，Al2O3-TiC复 合电极25%，载Mn/Sn/Sb的Y-Al2O3半导体电极10%，载Ce02/Sb205半导体活性炭电极 15%。反应器组装时装入涂钌的钛极板1-1、1_2。用于处理含偶氮类印染污水。实施例3高频超脉冲电源发生器的主要参数及性能输出电压平均值电压0 54V，输出 方波脉冲频率为15KHZ 18KHZ，输出脉冲占空比100% ；输出最大平均电流 80A;电压、占空比、电流、频率连续可调；输出电压极性控制要求控制在10秒以内，最大不 超过10秒；显示要求平均电压、峰值电压、电流、频率、占空比；线路为闭环设计并要求有过流、过压、限流、限压、过热保护装置；软启动功能。将粒径约为5mm的原料活性炭用Imol · L—1的NaOH溶液常温下浸渍搅拌8h，后洗 至中性，在200°C干燥lh，冷却后再用Imol · L—1的HNO3溶液常温下浸渍搅拌8h，后洗至中 性，100°C干燥lh，制成酸碱改性活性炭；将粒径范围4 6mm，比表面积250m2 · g"1,总孔体积0. 4683cm3 · g"1的γ -Al2O3球形 颗粒，用去离子水反复冲洗浸泡10h，解析吸附在载体上的杂质，在120°C烘烤2h，干燥冷却后， 按为3 1球料比用Y -Al2O3球将Al、TiO2, C粉末混料在酒精浸渍中湿混20h，50°C干燥后过 100目筛，将混合粉料在氩气保护下进行燃烧合成，制备得到的Al2O3-TiC粉末经二次球磨6h后 45°C干燥，过100目蹄，用少量水和7%的粘结剂醋酸纤维酯混勻，挤压造粒，粒径约7 9mm，快 速升温在1650°C下真空烧结，保温5min，制得粒径为4 6mm的Al2O3-TiC复合电极；将上述过程中使用的Y-Al2O3在50°C下烘干，按质量比1 2配比SnCl4*5H20和 Mn (NO3)2，取二者总质量的0.3% ^ SbCl3,用Imol .L—1的HCl溶解，加12%体积的C2H5OH配 成浸渍液溶胶，将预处理后的Y-Al2O3载体浸渍于配制好的溶胶中6h，滤去浸渍液，将负载 后的载体在100°C下干燥2h，然后在650°C下焙烧3. h，重复上述步骤4次制得载Mn/Sn/Sb 的Y -Al2O3电极；各组分占填料总量的质量百分含量分别为酸碱改性活性炭为45%，Al2O3-TiC复 合电极30%，载Mn/Sn/Sb的Y-Al2O3半导体电极25%。反应器组装时装入涂钌的钛极板1-1、1_2。用于处理含苯酚及杂环类有机物污水。实施例4高频超脉冲电源发生器的主要参数及性能输出电压平均值电压0 36V，输出 方波脉冲频率为5KHZ 8KHZ，输出脉冲占空比d < 100%；输出最大平均电流60A ； 电压、占空比、电流、频率连续可调；输出电压极性控制要求控制在10秒以内，最大不超过 10秒；显示要求平均电压、峰值电压、电流、频率、占空比；线路为闭环设计并要求有过流、 过压、限流、限压、过热保护装置；软启动功能。将粒径约为5mm的原料活性炭用2mol · L—1的NaOH溶液常温下浸渍搅拌8h，后洗 至中性，在200°C干燥lh，冷却后再用2mol · Γ1的HNO3溶液常温下浸渍搅拌8h，后洗至中 性，100°C干燥lh，制成酸碱改性活性炭；将粒径范围4 6mm，比表面积250m2 · g"1,总孔体积0. 4683cm3 · g"1的y -Al2O3 球形颗粒，用去离子水反复冲洗浸泡12h，解析吸附在载体上的杂质，在105°C烘烤3h，干燥 冷却后，按为3 1球料比用Y -Al2O3球将Al、TiO2, C粉末混料在酒精浸渍中湿混24h， 55°C干燥后过100目筛，将混合粉料在氩气保护下进行燃烧合成，制备得到的Al2O3-TiC粉 末经二次球磨4h后55°C干燥，过100目筛，用少量水和6%的粘结剂醋酸纤维酯混勻，挤压 造粒，粒径约7 9mm，快速升温在1550°C下真空烧结，保温5min，制得粒径为4 6mm的 Al2O3-TiC复合电极；各组分占填料总量的质量百分含量分别为酸碱改性活性炭为65%，Al2O3-TiC复 合电极35%。用于处理油田采出回注水。反应器组装时装入涂钌的钛极板1-1、1_2，曝气管口 7 封闭不曝气。
权利要求
一种高频超脉冲三维半导体电极反应器，其特征(参照图1)是立式三维电极填充床反应器，主体内有填充的三维半导体电极2和上下水平安置经涂钌处理的钛极板1-1、1-2，经涂钌处理的钛极板1-3、1-4视具体项目而定是否安装；污水从底部进水管6进入反应器，通过加强筋5的缝隙和极板1-2的孔隙进入反应器主体，在三维半导体电极2的作用处理后通过极板1-1的空隙到达顶部，从出水口8排出反应器；底部有曝气管口7，用于连接曝气装置；顶部有溢流管口9，可以接气体吸收装置；底部有排污管口10，用于设备不定期排渣；底部有反应器支脚3，上部有反应器吊耳4，便于设备的现场装配。
2.按照权利要求1所述一种高频超脉冲三维半导体电极反应器，其特征是所说的高频 超脉冲电源发生器，主要参数与性能要求为A.输出电压平均值电压0 90V，输出方波脉冲频率为50HZ 20KHZ，输出脉冲占空 比25%彡d彡100%B.输出最大平均电流10 100AC.调整要求电压、占空比、电流、频率连续可调D.输出电压极性控制要求控制在10秒以内，最大不超过10秒E.显示要求平均电压、峰值电压、电流、频率、占空比F.线路要求为闭环设计并要求有过流、过压、限流、限压、过热保护装置G.软启动功能
3.按照权利要求1所述一种高频超脉冲三维半导体电极反应器，其特征是所说的三维 半导体电极2，其特征在于其组分及各组分的质量百分含量分别为酸碱改性活性炭30 70 %，Al2O3-TiC 复合电极 20 50 %，载Mn/Sn/Sb 的 γ -Al2O3 半导体电极 0 30 %，载 CeO2/ Sb2O5半导体活性炭电极0 30%。
4.一种按照权利要求3所述酸碱改性活性炭的制备方法将粒径约为5mm的原料活性炭用1 3mol .L—1的NaOH溶液常温下浸渍搅拌8 10h， 后洗至中性，在150 200°C干燥，冷却后再用0. 5 1. 5mol · Γ1的HNO3溶液常温下浸渍 搅拌8 10h，后洗至中性，150 200°C干燥，制成酸碱改性活性炭。
5.一种按照权利要求3所述Al2O3-TiC复合电极的制备方法将粒径范围4 6_、比表面积250m2 · g人总孔体积0. 4683cm3 · g"1的y -Al2O3球形 颗粒，用去离子水反复冲洗浸泡10 14h，解析吸附在载体上的杂质，105 120°C烘烤2 3h，干燥密封保存备。将Al、Ti02、C粉末混料在酒精浸渍中用球料比为3 1的γ-Al2O3球 湿混18 24h，40 60°C干燥后过100目筛，将混合粉料在氩气保护下进行燃烧合成，制备 得到的Al2O3-TiC粉末经二次球磨4 6h后40 60°C干燥，过100目筛，用少量水和5 13%的粘结剂醋酸纤维酯混勻，挤压造粒，粒径约7 9mm，快速升温在1500 1700°C下真 空烧结，保温5min，真空室气压8 20Pa，压力30MPa，制得粒径为4 6mm的Al2O3-TiC复 合电极。
6.一种按照权利要求3所述Mn/Sn/Sb的、-Al2O3半导体电极的制备方法用粒径范围4 6mm,比表面积250m2 .g—1，总孔体积0. 4683cm3 .g—1的球形y -Al2O3作 为活性催化剂载体，使用前用去离子水反复冲洗浸泡10 14h，解析吸附在载体上的杂质， 105 120°C烘烤1 3h，干燥后密封保存备用；按质量比1 0. 7 2配比SnCl4*5H20和 Mn(NO3)2，取二者总质量的0. 1 2%的SbCl3,用0. 5 Imol .Γ1的HCl溶解，加5 20%2体积的C2H5OH配成浸渍液溶胶，将预处理后的Y -Al2O3载体浸渍于配制好的溶胶中4 8h， 滤去浸渍液，将负载后的载体在90 105°C下干燥2 3h，然后在550 850°C下焙烧3 6h，重复上述步骤2 5次，制得Mn/Sn/Sb的γ -Al2O3半导体电极。
7.一种按照权利要求3所述载Ce02/Sb205半导体活性炭电极的制备方法在0. 01 0. 05mol/L Ce4+硝酸溶液中加0. 5 2%体积的保胶剂聚乙烯醇加热至75 90°C，冷却，在7000 IOOOrpm高速搅拌下加入3 8%质量的0. 01 0. 05mol .L4Sb3+盐 酸溶液和3 8%质量的尿素，加热至75 90°C，待形成溶胶后加入按照权利要求4所述 的酸碱改性活性炭，慢速搅拌2 3h吸附溶胶，烘干后在强氧化环境中300 450°C加热焙 烧 0. 5 1. 5h ；
8.按照权利要求1 7所述的高频超脉冲三维半导体电极水处理反应器技术应用于水 处理，包含难降解有机、高盐度高浓度、微污染等难处理污水，涵盖石油、化工、制药、染料印 染、电镀、造纸、养殖、垃圾渗透液、苦咸水等领域。
全文摘要
本发明涉及一种高频超脉冲三维半导体反应器水处理技术，能将高浓度难降解有机物快速分解或彻底碳化，能沉淀回收重金属，可将氰根氧化成N2和NH3，由三部分构成核心参数为输出频率50Hz～20KHz、占空比25％≤d≤100％方波脉冲高频超脉冲发生器，改性活性炭、烧结Al2O3-TiC复合电极、载Mn/Sn/Sb的γ-Al2O3和载CeO2/Sb2O5半导体活性炭配比组成的三维半导体电极，底部进水顶部出水的立式填充床结构反应器。可克服传统技术能耗高、占地面积大、操作繁琐、二次污染等不足。适用于高盐度高浓度难降解有机污水，可用于石油、化工、制药、染料印染、电镀、造纸、养殖、垃圾渗透液、苦咸水等领域。
文档编号C02F5/00GK101880093SQ20101020190
公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月10日 优先权日2010年6月10日
发明者杨守盛 申请人:杨守盛