[发明专利]一种用于电催化脱氯的非晶态复合电极的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种用于电催化脱氯的非晶态复合电极的制备方法及其应用，属于电化学水处理技术领域，目的是解决用于电催化还原脱氯的电极催化剂负载量大，电极稳定性低，成本高的问题。制备方法，包括以下步骤：基体预处理；在三电极电化学体系中，预处理的基体作为工作电极，NaSO₄为电解质，贵金属盐和含N、B或者P的非贵金属盐为反应液，在超声波辅助下，恒电流条件，制备非晶态贵金属复合电极。电催化还原脱氯处理水中氯代有机物的方法：以上述非晶态复合电极为工作电极，Pt片作为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，在恒电压模式，阳极电解质采用H₂SO₄溶液，阴极电解质采用NaSO₄。本发明制备非晶态复合电极具有导电性好，催化活性高，成本低，稳定性好。

技术领域

本发明属于电化学水处理技术领域，具体涉及一种用于电催化脱氯的非晶态复合电极的制备方法及其应用。

背景技术

氯代有机物绝大部分都有毒性，并且结构稳定，半衰期长，在自然环境中难以降解，去毒和破坏分解的关键步骤是脱氯。电催化还原脱氯是一种比较清洁高效的处理方法。用于电催化还原脱氯的电极，主要将晶态贵金属Pd负载与不同基体上，如Pd/活性炭电极、Pd/Ti电极、Pd/聚吡咯/Ni电极等，但存在催化剂负载量大(2mg/cm²,ElectrochemicalSociety,150(2)D17-D24(2003)，Electrochimica Acta 69(2012)389–396)，电极稳定性低，成本高的问题，难以得到广泛的推广。因此，目前亟需研发高催化活性和稳定性的电极。

发明内容

针对现有的用于电催化还原脱氯的电极催化剂负载量大，电极稳定性低，成本高，难以广泛应用的问题，本发明提供一种用于电催化脱氯的非晶态复合电极的制备方法以及用于处理水中氯代有机物的方法，采用该方法制备非晶态复合电极具有导电性好，催化活性高，成本低，稳定性好的优点。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明一方面提供一种用于电催化脱氯的非晶态复合电极的制备方法，包括以下步骤：

(1)基体预处理：对金属电极基材表面进行清洗、净化；

(2)非晶态复合电极的制备：在三电极电化学体系中，Pt作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电极，步骤(1)预处理的基体作为工作电极，NaSO₄为电解质，贵金属盐和含N、B或者P的非贵金属盐为反应液，在超声波辅助下，恒电流条件，制备非晶态贵金属复合电极。

进一步地，步骤(1)所述金属电极基材为泡沫镍、钛网或者铜网。

进一步地，步骤(1)所述基体预处理的具体方法为：在超声波震荡下，先用盐酸浸泡超声震荡清洗，再用无水乙醇超声清洗，最后烘干备用。

进一步地，所述的盐酸浓度为0.5mol/L。

进一步地，步骤(2)所述贵金属盐为AgCl₂、RuCl₂、PdCl₂。

进一步地，步骤(2)所述含N、B或者P的非贵金属盐为吡咯、硼酸或者硫代硫酸钠。

进一步地，步骤(2)所述贵金属盐的浓度为1～3mmol L^-1，非贵金属盐的浓度为0.05～0.2mol L^-1，NaSO₄电解质浓度为0.05～0.1mol L^-1。

进一步地，步骤(2)所述恒电流的密度为0.1～0.3mA/cm²。