[发明专利]一种采用新型阳极电催化氧化处理苯酚有机废水的方法

说明书

本发明涉及电催化降解应用技术领域，具体为一种采用新型阳极电催化氧化处理苯酚有机废水的方法。包括以下步骤：S1、制备二氧化钛纳米管阵列；S2、通过脉冲沉积法和高温煅烧将NiO修饰在纳米管中，制备导电性好的Ti/TiO2NTs‑NiO电极；S3、用Ti/TiO2NTs‑NiO电极作为工作电极，再通过脉冲制备得到高性能的Ti/TiO2NTs‑NiO/PbO2阳极材料；S4、用制备好的Ti/TiO2NTs‑NiO/PbO2阳极材料电催化氧化处理苯酚有机废水。以本发明的Ti/TiO2NTs‑NiO/PbO2修饰电极为阳极，在电解槽中通过电催化氧化处理有毒苯酚有机废水，降解效率比普通铅电极高，苯酚有机废水COD的降解率可以达到92.7％，同时降解过程中平均电流效率比普通铅电极的明显提高，平均电流效率达到34％，有效的降低了电能的损耗同时也提高了降解效率。

技术领域

本发明涉及电催化降解应用技术领域，具体为一种采用新型阳极电催化氧化处理苯酚有机废水的方法。

背景技术

随着工业化的快速发展，会带来很多污染物，其中有机废水是主要污染物之一，如何快速有效去除有机废水关系到保护环境。传统的有机废水的处理方法主要有物化法、生化法等，但是这几种传统处理方法致命的缺陷在于处理能力非常有限，经济效益低，还会产生二次污染。基于以上问题，近年来，电氧化技术被人重视起来并得到快速的发展。电氧化技术是通过产生大量氧化性很强的自由基来对有机物进行氧化，由于其具有很强的氧化性能，稳定性，方便操作和环境友好的优点广泛的用与降解有机废水。在电氧化过程中阳极材料在处理有机污水中扮演着重要的角色，因此制备高催化活性稳定性强的阳极材料一直是科学家关注的焦点。在最近几年，很多不同类型的阳极材料进入人们视野来应用于处理有机废水，其中包含铂电极、石墨电极、各种氧化物电极：IrO2、RuO2、SnO2、BDD和PbO2等。其中IrO2、RuO2电极由于它们的析氧过电位较低，导致电催化的电流效率低。虽然SnO2电极具有较高的析氧过电位，但是SnO2电极的化学成分和性质不够稳定，导致电极涂层容易脱落、使用寿命严重缩短。其中BDD和PbO2被成为稳定性电极，然而BDD由于价格昂贵和很难找到一个基体材料沉积金刚石，因而被受限制。由于成本低，良好的催化性能，耐蚀性以及高的析氧过电位，PbO2电极已被用作阳极在电化学处理有机废水中。然而，对科学家们有极大挑战的是PbO2电极没有令人满意的催化性能和容易从基体表面脱落。随着对PbO2电极的深入研究，一个比表面积大，稳定性好，价格低廉的钛基二氧化钛纳米管阵列(Ti/TiO2NTs)被研究与二氧化铅结合来优化PbO2电极的缺陷。由于能提供更多的活性位点，Ti/TiO2NTs被深入研究，但是作为半导体材料的Ti/TiO2NTs显著的缺点就本身较低的催化活性和差的导电性这两方面制约了其发展。但对于Ti/TiO2NTs优点大于缺点，因此很多科学家提出关于提高Ti/TiO2NTs自身导电性的报道，通过引入更多的氧空位或者形成Ti3+在Ti/TiO2NTs上有效的增加了自身的导电性。因此，为了更好的应用Ti/TiO2NTs作为基体材料，将Ti/TiO2NTs作为阴极，Pt片作为阳极，饱和甘汞电极作为参比电极，放入1mol/L(NH4)2SO4溶液中于-1.2V下还原10s，把Ti4+还原成Ti3+。