公布日：2024.04.19
申請(qǐng)日：2024.01.05
分類號(hào)：C02F1/461(2023.01)I;C02F1/467(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種BBD電極的高級(jí)氧化處理污水的方法，屬于污水處理領(lǐng)域。本發(fā)明制備的BDD電極，具有較高的析氧電位，可以在反應(yīng)中大量的產(chǎn)生羥基自由基、過(guò)氧化物、臭氧等強(qiáng)氧化性物質(zhì)，鎳、鑭雙金屬負(fù)載的硼摻雜BDD電極，其形貌能夠暴露更多的活性位點(diǎn)，有利于氨氧化反應(yīng)的進(jìn)行；高效降解水中的有毒物質(zhì)特別是難降解有機(jī)污染物，使其變?yōu)?/span>CO2，H2O等，無(wú)二次污染；本發(fā)明制備的BDD電極，具有良好的電化學(xué)穩(wěn)定性和化學(xué)惰性，表面不易被玷污，而且可以通過(guò)高壓焚燒法去除表面附著的污染物而不影響電極本身的性質(zhì)，達(dá)到自清潔效果；因此，BDD電極可以長(zhǎng)期使用無(wú)需更換。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種BBD電極的高級(jí)氧化處理污水的方法，其操作步驟為：污水儲(chǔ)罐的污水經(jīng)水泵、流量控制系統(tǒng)進(jìn)入電解槽，電解槽連接直流電源，電解后的污水經(jīng)冷卻器冷卻，不凝性氣體排放，冷卻后的污水經(jīng)檢測(cè)合格后排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種BBD電極的高級(jí)氧化處理污水的方法，其特征在于：所述的電解槽由三塊BDD電極組合而成，中間的雙面的BDD薄膜將電解槽分成兩個(gè)平行的槽子，BDD薄膜電極的一面做陽(yáng)極一面做陰極；BDD薄膜的厚度為1-3μm，每塊BDD薄膜的工作面積為60-80cm2；電極與電極之間用塑料隔板將其隔開(kāi)，電極的距離為1-2mm；電流密度為30-60mA/cm2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種BBD電極的高級(jí)氧化處理污水的方法，其特征在于：所述的BDD電極為陽(yáng)極，不銹鋼作為陰極；電解液為道爾頓液壓油與廢機(jī)油乳化劑、十三醇聚氧乙烯醚按照體積比為7-10:1:1的比例進(jìn)行混合后，再與水按照體積比為7-10:1進(jìn)行混合；電解液中加入氯化鈉作為電解質(zhì)，加入量為2-6g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種BBD電極的高級(jí)氧化處理污水的方法，其特征在于：所述的BDD電極在電解處理污水前，先在稀釋的硫酸溶液中以50-80mA/cm2電解20-40分鐘，使其極化。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種BBD電極的高級(jí)氧化處理污水的方法，其特征在于：所述的電解后，BDD電極在濃H2SO4：濃HNO3為1-3：1的混合溶液中油浴加熱至100-150℃，加熱2-5h進(jìn)行處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種BBD電極的高級(jí)氧化處理污水的方法，其特征在于：所述的BDD電極的制備方法為：S1：將鈦板放在襯底托上，然后調(diào)節(jié)高度使其與波導(dǎo)管在同一水平線上；S2：通入氫氣，啟動(dòng)真空泵，開(kāi)啟微波電源，開(kāi)啟反射設(shè)備，由H2將碳源、硼源帶入反應(yīng)室中，開(kāi)始沉積，沉積后得到BDD電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種BBD電極的高級(jí)氧化處理污水的方法，其特征在于：所述的碳源為甲烷。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種BBD電極的高級(jí)氧化處理污水的方法，其特征在于：所述的硼源的制備方法為：B1：按重量份，選取15-30份的硝酸鎳，0.2-0.7份硝酸鑭和30-60份的對(duì)巰基對(duì)苯二甲酸，加入反應(yīng)釜1中，再加入甲醇300-450份，在30-40℃下攪拌100-150min，蒸餾除去甲醇，得到對(duì)巰基對(duì)苯二甲酸-鎳/鑭配合物；B2：稱取3-8份的乙烯硼酐吡啶絡(luò)合物加入反應(yīng)釜中，再加入5-10份對(duì)巰基對(duì)苯二甲酸-鎳/鑭配合物，2-5份三乙胺，硼酸三甲酯30-50份，DMF100-150份，在55-65℃條件下攪拌100-150min，得到硼源。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種BBD電極的高級(jí)氧化處理污水的方法，其特征在于：所述的碳源流速為1-3sccm，氫氣流速為100-300sccm。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種BBD電極的高級(jí)氧化處理污水的方法，其特征在于：所述的壓強(qiáng)為5-7KPa，功率為380W，沉積時(shí)間為7-10h。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述背景技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種BBD電極的高級(jí)氧化處理污水的方法，其操作步驟為：
污水儲(chǔ)罐的污水經(jīng)水泵、流量控制系統(tǒng)進(jìn)入電解槽，電解槽連接直流電源，電解后的污水經(jīng)冷卻器冷卻，不凝性氣體排放，冷卻后的污水經(jīng)檢測(cè)合格后排放。
作為較為優(yōu)選的方案之一，所述的電解槽由三塊BDD電極組合而成，中間的雙面的BDD薄膜將電解槽分成兩個(gè)平行的槽子，BDD薄膜電極的一面做陽(yáng)極一面做陰極；BDD薄膜的厚度為1-3μm，每塊BDD薄膜的工作面積為60-80cm2；電極與電極之間用塑料隔板將其隔開(kāi)，電極的距離為1-2mm；電流密度為30-60mA/cm2。
作為較為優(yōu)選的方案之一，所述的BDD電極為陽(yáng)極，不銹鋼作為陰極；電解液為道爾頓液壓油與廢機(jī)油乳化劑、十三醇聚氧乙烯醚按照體積比為7-10:1:1的比例進(jìn)行混合后，再與水按照體積比為7-10:1進(jìn)行混合；電解液中加入氯化鈉作為電解質(zhì)，加入量為2-6g/L。
作為較為優(yōu)選的方案之一，所述的BDD電極在電解處理污水前，先在稀釋的硫酸溶液中以50-80mA/cm2電解20-40分鐘，使其極化。
作為較為優(yōu)選的方案之一，所述的電解后，BDD電極在濃H2SO4：濃HNO3為1-3：1的混合溶液中油浴加熱至100-150℃，加熱2-5h進(jìn)行處理。
作為較為優(yōu)選的方案之一，所述的BDD電極的制備方法為：
S1：將鈦板放在襯底托上，然后調(diào)節(jié)高度使其與波導(dǎo)管在同一水平線上；
S2：通入氫氣，啟動(dòng)真空泵，開(kāi)啟微波電源，開(kāi)啟反射設(shè)備，由H2將碳源、硼源帶入反應(yīng)室中，開(kāi)始沉積，沉積后得到BDD電極。
作為較為優(yōu)選的方案之一，所述的碳源為甲烷。
作為較為優(yōu)選的方案之一，所述的硼源通過(guò)硝酸鎳，硝酸鑭和對(duì)巰基對(duì)苯二甲酸反應(yīng)得到對(duì)巰基對(duì)苯二甲酸-鎳/鑭配合物；再與乙烯硼酐吡啶絡(luò)合物進(jìn)行巰基加成反應(yīng)，再與硼酸三甲酯復(fù)配得到。
具體的，一種硼源的制備方法為：
B1：按重量份，選取15-30份的硝酸鎳，0.2-0.7份硝酸鑭和30-60份的對(duì)巰基對(duì)苯二甲酸，加入反應(yīng)釜1中，再加入甲醇300-450份，在30-40℃下攪拌100-150min，蒸餾除去甲醇，得到對(duì)巰基對(duì)苯二甲酸-鎳/鑭配合物；
B2：稱取3-8份的乙烯硼酐吡啶絡(luò)合物加入反應(yīng)釜中，再加入5-10份對(duì)巰基對(duì)苯二甲酸-鎳/鑭配合物，2-5份三乙胺，硼酸三甲酯30-50份，DMF100-150份，在55-65℃條件下攪拌100-150min，得到硼源。
作為較為優(yōu)選的方案之一，所述的碳源流速為1-3sccm，氫氣流速為100-300sccm。
作為較為優(yōu)選的方案之一，所述的壓強(qiáng)為5-7KPa，功率為380W，沉積時(shí)間為7-10h。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于：
1、本發(fā)明制備的BDD電極，具有較高的析氧電位，可以在反應(yīng)中大量的產(chǎn)生羥基自由基、過(guò)氧化物、臭氧等強(qiáng)氧化性物質(zhì)，鎳、鑭雙金屬負(fù)載的硼摻雜BDD電極，其形貌能夠暴露更多的活性位點(diǎn)，有利于氨氧化反應(yīng)的進(jìn)行；高效降解水中的有毒物質(zhì)特別是難降解有機(jī)污染物，使其變?yōu)?/span>CO2，H2O等，無(wú)二次污染；
2、本發(fā)明制備的BDD電極，具有良好的吸附惰性，這使得電極表面產(chǎn)生的大量強(qiáng)氧化性物質(zhì)能夠快速傳質(zhì)到溶液中參與有機(jī)物的降解反應(yīng)，具有較高的電流效率；
3、本發(fā)明制備的BDD電極，具有良好的電化學(xué)穩(wěn)定性和化學(xué)惰性，表面不易被玷污，而且可以通過(guò)高壓焚燒法去除表面附著的污染物而不影響電極本身的性質(zhì)，達(dá)到自清潔效果；因此，BDD電極可以長(zhǎng)期使用無(wú)需更換。
（發(fā)明人：趙建軍;何家坤;金碧華;王律;師英東;梁翔）
