[发明专利]对含氮硫氧杂环化合物具有高效催化降解功能的电催化剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电催化氧化法处理废水的化学修饰电极技术领域，特别涉及一种对含氮硫氧杂环化合物具有高效催化降解功能的电催化剂及制备方法。

背景技术

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，在处理高浓度、难生化降解废水方面具有无二次污染、成本低、适用性强、效率高等特点，其中三维电催化氧化技术，通过在二维电极的阳极和阴极之间加入具有催化活性的粒子电极，通过某种方式使填充的粒状电极表面带电，改善了二维电极的其有效面积小、传质效果差、电流效率低等缺陷，适用于各种浓度的废水，即使对污染物浓度很低的废水也有较好的处理效果，是目前研究较多的一种电催化氧化水处理技术。将三维电极法应用于废水处理，其处理效果不仅与主电极性能密切相关，而且和粒子电极的性能有很大关系，因此如何提高粒子电极的催化性能成为了近年来研究的热点。

常用的粒子电极材料主要有金属导体、金属氧化物、镀有金属层的玻璃球或塑料球、石墨粒子、活性氧化铝粒子、碳纤维材料以及活性炭颗粒等。传统电极的电阻较大、导电率低是使得其在废水处理中电流效率低、稳定性不够、寿命短、电极材料成本较高，而且电极制备工艺复杂，限制了粒子电极材料的发展，所以新型粒子电极材料的研究还需要进一步加强。近些年采用浸渍-热分解法制备负载型粒子电极受到越来越多的学者重视，但是存在着重复使用效果差、电极效率低等缺点，目前还缺少粒子电极制备工艺方面的研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种对含氮硫氧杂环化合物具有高效催化降解功能的电催化剂及制备方法，所述的电催化剂为含CoO中间层的负载Ag掺杂NiO-CeO₂活性氧化铝粒子电极。其制备方法的具体步骤如下：

(1)将300g粒径为3-5mm的γ-A1₂O₃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1次后，在80℃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)将步骤(1)得到的颗粒物质A加入步骤(2)得到的溶液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℃条件下干燥10h，得到颗粒物质C；

(4)将步骤(3)得到的颗粒物质C置于马弗炉中在500℃条件下焙烧4h，得到颗粒物质D；

(5)将步骤(4)得到的颗粒物质D加入步骤(3)得到的微乳液X中，并在摇床中摇动3h，过滤除去液体得到颗粒物质E，用100mL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℃条件下干燥10h，然后置于马弗炉中在500℃条件下焙烧4h，得到颗粒物质F；

(6)将10ml浓度为0.5mol/L的Ce(NO₃)₂溶液和100ml浓度为0.5mol/L的CoCl₂溶液加入到120ml异丙醇和5ml浓盐酸中，然后再加入10ml浓度为0.5mol/L的NiCl₂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)将步骤(5)得到的颗粒物质F加入步骤(6)得到的溶液B₁中，并在摇床中摇动3h，过滤除去液体得到颗粒物质G1，用100mL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℃条件下干燥10h，得到颗粒物质H1；

(8)将步骤(7)得到的颗粒物质H₁加入步骤(6)得到的溶液B2中，并在摇床中摇动3h，过滤除去液体得到颗粒物质G2，用100mL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℃条件下干燥10h，得到颗粒物质H₂；

(9)将步骤(8)得到的颗粒物质H₂加入步骤(6)得到的溶液B₃中，并在摇床中摇动3h，过滤除去液体得到颗粒物质G3，用100mL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℃条件下干燥10h，得到颗粒物质H₃；