[发明专利]金属氧化物颗粒电极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及到电极材料领域，特别是涉及到一种金属氧化物颗粒电极及其制备方法。

背景技术

不断增长的人口和迅速发展的经济使水污染状况加剧，减少了可利用水资源的数量，造成水环境危机。水污染的重要原因之一是工业废水的排放。我国工业发展的速度加快，工业废水量也不断增加，尽管我国目前在工业废水的处理上做了很多工作，但是工业废水的处理依然存在很大的难度。

废水处理技术已经应用于废水处理工艺中，但都存在一些缺点，其中电催化氧化法和其他方法相比，反应是在较低的温度下进行，反应条件较温和；电催化氧化过程中使用的电子，是最清洁干净的试剂，环境的相容性高。电化学反应在溶液中进行，不会产生二氧化碳引起温室效应；电流与电压是电催化氧化过程中的两大参数，可以自动控制也易于测定；另外，电催化氧化过程有比较高的选择性可以防止副反应的发生，尽量减少污染物。

三维电极体系的构建是电化学氧化技术研究的范畴，是在反应器上对电化学氧化技术的重大革新。在三维电极体系中，颗粒电极属于主电极以外的第三维电极，这样就使颗粒电极与主电极之间形成三维空间性。相当于是给整个反应器增加了很多小电极，提高了电流效率，又因为这些颗粒电极具有的三维空间性，增加了反应中电极的比表面积，可以使电极与反应物充分混合接触，极大的改善了整个三维体系的传质效果，因此三维电极体系的电解效率明显好于传统的二维电极。

颗粒电极的性能是三维电极体系的关键，目前有些发明专利中使用的颗粒电极主要是Al₂O₃负载氧化铈、氧化铜、三氧化二铁等金属氧化物。例如申请号为201510774215.3公开了一种颗粒电极的制备方法，其采用氧化锌做浸渍液，焙烧温度低，活性物负载率小，活性物质易脱落，电导率低，电催化性能差，难以重复使用。温度过高，活性物负载量增多，但活性物在高温下易在颗粒载体表面凝结，使电极失活，严重限制三维颗粒电极的使用和推广。目前有添加氧化铈做助剂，但是氧化铈成本高，制备条件难控制，颗粒电极难以成型。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种金属氧化物颗粒电极及其制备方法，克服目前颗粒电极制备条件苛刻，成本高，活性低，重复使用率低的问题。

本发明提出一种金属氧化物颗粒电极的制备方法，包括：

将γ-Al₂O₃颗粒浸入Pr(NO₃)₃溶液中，浸泡10-14小时，滤去浸余液，在90-110℃下烘干；

将烘干后的γ-Al₂O₃颗粒放入马弗炉焙烧，获得PrO₂-Al₂O₃颗粒；

将PrO₂-Al₂O₃颗粒浸入Cu(NO₃)₂溶液中，浸泡10-14小时，滤去浸余液，在90-110℃下烘干；

将烘干后的PrO₂-Al₂O₃颗粒放入马弗炉焙烧，获得CuO-PrO₂-Al₂O₃颗粒。

优选地，所述γ-Al₂O₃颗粒在浸入Pr(NO₃)₃溶液前经过以下步骤处理：

称取一定量的γ-Al₂O₃颗粒，经去离子水清洗后，浸泡于蒸馏水中20-40分钟，除去颗粒表面粉末后，在80℃下烘干；

将烘干后的颗粒用10％的氢氧化钠溶液清洗浸泡，再用蒸馏水冲洗，在80℃下烘干。

优选地，所述Pr(NO₃)₃溶液包括以下重量份的成分：

2％-4％Pr(NO₃)₃；

0.5％-1％二甲基咪唑；

0.4％-0.6％脂肪酸纳；

余量为水。

优选地，所述Cu(NO₃)₂溶液包括以下重量份的成分：

20％-30％Cu(NO₃)₂；

0.2％-0.6％乙醇；

余量为水。