[发明专利]一种高效嵌套式电化学氧化多层管式反应器

权利要求书

1.一种高效电化学氧化嵌套式多层管式反应器，其特征在于：该多层管式反应器包括

多层管式钛基二氧化铅电极同轴固定在钛板作阳极；相对应的多层不锈钢管同轴固定在不锈钢板作阴极，管式钛基二氧化铅电极与不锈钢管同轴，所述的阳极与阴极卡合形成各层阴阳极间隔排列；其中，阴阳极之间设有直流电源；最外层阳极高于内部各层电极，所述的多层管式钛基二氧化铅电极为除最外层外各层的内外表面均电沉积有二氧化铅；

还包括：设置在最外层阳极的进水口、开口于阴极顶部的出水口以及连接在进水口的蠕动泵，且在阴阳极的卡合处设有密封结构；

阴极阳极的间距为0.8~1.2 cm，由蠕动泵控制进水流速为80~150 mL/min；

多层阴极及阳极至少设置3层；

多层管式钛基二氧化铅电极的制备方法为：将二氧化铅电沉积至管式钛基的内外表面上；具体步骤如下：

步骤1-1：将不同管径的管式钛基体同轴固定同一件钛板上，将不同管径的不锈钢管同轴固定同一件不锈钢板上，将不锈钢阴极组从上部插入钛基阳极组内，使阴阳极交错布置，进水口与蠕动泵用导管连接；

步骤1-2：进水口通入80~100℃、10~30%的草酸溶液进行预处理；

步骤1-3；进水口通入40~80℃电沉积液，开泵后，调节蠕动泵的流速为80~150 mL/min，当电沉积液充满该反应器并开始循环后，打开电源开关，控制电流密度在10~20 mA/cm²，待阳极表面均附着有α-二氧化铅电极中间层后，将电流密度调整为40~90 mA/cm²，待阳极表面形成深褐色β-二氧化铅电极的表面层后，关闭电源结束电沉积。

2.根据权利要求1所述的高效电化学氧化嵌套式多层管式反应器，其特征在于，所述的密封结构为密封胶、密封圈或法兰。

3.根据权利要求1所述的高效电化学氧化嵌套式多层管式反应器，其特征在于，最外层的管式钛基体比里层高0.5~1.0 cm。

4.根据权利要求1所述的高效电化学氧化嵌套式多层管式反应器的阳极的制备方法，其特征在于，所述的阳极采用电沉积在阳极双侧的二氧化铅电极，该电极是通过如下方法制备的：

步骤1-1：将不同管径的管式钛基体同轴固定同一件钛板上，将不同管径的不锈钢管同轴固定同一件不锈钢板上，将不锈钢阴极组从上部插入钛基阳极组内，使阴阳极交错布置，进水口与蠕动泵用导管连接；

步骤1-2：进水口通入80~100℃、10~30%的草酸溶液进行预处理；

步骤1-3；进水口通入40~80℃电沉积液，开泵后，调节蠕动泵的流速为80~150 mL/min，当电沉积液充满该反应器并开始循环后，打开电源开关，控制电流密度在10~20 mA/cm²，待阳极表面均附着有α-二氧化铅电极中间层后，将电流密度调整为40~90 mA/cm²，待阳极表面形成深褐色β-二氧化铅电极的表面层后，关闭电源结束电沉积。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1-2中，预处理为：通入草酸在阴阳极中间层流动，除去钛基和不锈钢表面的油污，并在钛基表面刻蚀成灰色麻面钛基体，持续1~3小时后；通入适量去离子水，清洗反应器内残留的草酸，此过程重复1~3次。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1-3中，所述的电沉积液由硝酸铅、氟化钠混合配制而成，其摩尔比为（1.6~7.5）:1，并加入硝酸直至溶液pH至2 ~ 3即可。

7.根据权利要求4-6任一项所述制备方法制得的阳极。