[发明专利]一种负载Pt、Ir的多孔碳化陶瓷膜管复合阳极及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种负载Pt、Ir的多孔碳化陶瓷膜管复合阳极及其制备方法，以及应用电催化氧化法动态处理含酚废水。

背景技术

目前，国内外有机废水的主要处理方法有生物法、萃取法、活性炭吸附法、高温焚烧法和化学氧化法等，这些方法对有机酚废水的处理均有一定的效果，但也存在一些不足。电催化氧化法，不仅适用于生物法难治理的有机污染物的净化处理，而且能避免产生二次污染，后处理比较容易，具有选择性好、设备简单，易于控制等优点，所以，近年来电化学催化氧化法降解有机废水得到了广泛关注。在电催化氧化处理有机废水的过程中，阳极材料尤为重要，能用于电催化氧化法动态处理含酚废水的研究目前在国内还不多见。

关于电催化氧化处理有机废水的阳极材料，已有文献 ：工业水处理，2006,26（3）4-7；环境科学与管理，2007,32（1）107-110 对近年的发展进行了系统的综述。同时也有部分中国专利对电催化氧化处理有机废水进行了报道，如200610096628.1，201110453737.5，201210398371，201210429747等。

但是以Al₂O₃多孔陶瓷管为载体，经碳化处理，同时负载Pt、Ir的多孔碳化陶瓷膜管复合阳极尚未有文献或者专利报道。鉴于Pt和Ir共同存在条件下可以互相促进活性，在本专利中，我们以Al₂O₃多孔陶瓷管为载体，经预处理和碳化后，浸渍法引入Pt、Ir离子，经氢气还原，制得Pt、Ir掺杂的多孔碳化陶瓷膜管复合阳极，并用于动态处理含酚废水的电催化氧化过程中，该膜管式复合阳极表现出了优异的性能。

发明内容

本发明之目的在于提供一种应用于电催化氧化动态处理含酚废水的一种负载Pt、Ir的多孔碳化陶瓷膜管复合阳极及其制备方法。 

本发明提供的一种负载Pt、Ir的多孔碳化陶瓷膜管复合阳极，该复合阳极是以Al₂O₃多孔陶瓷管为载体，经预处理和碳化后引入Pt、Ir组分，得到Pt-Ir/C/Al₂O₃膜管复合阳极，其中Al₂O₃多孔陶瓷管外径16mm、厚度2mm、高100mm，Pt含量为Al₂O₃多孔陶瓷管质量的1～5%，Ir含量为Al₂O₃多孔陶瓷管质量的0.1～1.0%。 

本发明还提供一种所述负载Pt、Ir的多孔碳化陶瓷膜管复合阳极的制备方法，有如下步骤：

1）将Al₂O₃多孔陶瓷管在马弗炉中加热至500℃，热处理3小时，清除其表面的灰尘及吸附的有机物，然后在质量分数为5%的硝酸镍溶液中浸渍4小时，100℃滚动干燥6小时，完成多孔陶瓷管碳化前的预处理；

2）在管式炉中进行碳化处理；

3）采用多次浸渍-干燥法负载Pt、Ir，在氢气下还原，制得负载Pt、Ir的多孔碳化陶瓷膜管复合阳极。

所述步骤2）中，碳化处理温度为500～900℃，碳化时间为2～6 h，升温速率为10℃/min，碳源气体为石油液化气，碳源气体流量为2～10 ml/min。

所述步骤3）中，负载的Pt来源氯铂酸H₂PtCl₆·6H₂O溶液，负载的Ir来源三氯化铱IrCl₃·3H₂O溶液。

所述步骤3）中，多次浸渍-干燥法负载Pt、Ir是将Al₂O₃多孔陶瓷管浸没在H₂PtCl₆·6H₂O和IrCl₃·3H₂O的混合溶液中充分吸收后，干燥，再吸收，干燥，直至混合溶液被完全吸收，每次干燥条件为100℃，时间为2小时。

所述步骤3）中，氢气还原条件为150～300℃，还原时间为1~3h，升温速率为10 ℃/min，氢气流量为2～10 ml/min。

本发明还提供一种所述的复合阳极应用于电催化氧化动态处理含酚废水。

本发明的有益效果是：