[发明专利]一种金属钌基电极及其制备方法和应用

说明书

本发明提出一种金属钌基电极及其制备方法和应用，属于水处理技术领域。所述制备方法，包括如下步骤：1)导电基底上负载金属氧化物涂层，得负载金属氧化物的导电基底；2)利用含钌盐的溶液作为电解质，采用电沉积方法，在步骤1)所得负载金属氧化物的导电基底上负载金属钌；3)惰性气氛下，对步骤2)所得负载金属钌的导电基底进行退火，得金属钌基电极。本发明制备的催化加氢电极具有活性面积大、结构均一性好等优点。基于该催化加氢电极的含酚废液处理技术，酚类污染物去除率高，酚类催化加氢产物挥发性强，毒性低，有利于实现资源回收等优点，在含酚废液的实际处理过程中具有较大的应用潜力。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种金属钌基电极及其制备方法和应用。

背景技术

随着我国城镇化和工业化进程的加快，水质污染已成为制约社会经济发展的重要因素。高浓度含酚废水广泛存在于包括煤化工、石油化工、酚醛树脂等各类行业中，因其有机物浓度高、生物降解性差，被视为水处理领域的重大挑战之一。对于高浓度含酚废水，目前常用的处理方法为物理萃取、化学氧化和生物处理技术的结合。然而，酚类在水中较高的溶解度极大地限制了其萃取回收效果，为后续的化学和生物氧化过程带来较大的负担，造成化学药剂和能量的巨大消耗(过程工程学报,2019,19(S1):81-92)。

与此同时，当前水处理工艺仅关注污染指标的削减，对于有机物回收技术关注较少，同时忽视了废水处理过程中温室气体排放对大气环境带来的巨大影响，造成能源与资源的极大浪费。因此，亟需开发以能源高效利用、资源充分回收为目标的污水处理技术，实现社会的绿色可持续发展。

发明内容

本发明旨在针对现有含酚废液处理过程中能耗高的问题，提供一种金属钌基电极及其制备方法和应用。

本发明提出一种金属钌基电极的制备方法，包括如下步骤：

1)导电基底上负载金属氧化物涂层，得负载金属氧化物的导电基底；

2)利用含钌盐的溶液作为电解质，采用电沉积方法，在步骤1)所得负载金属氧化物的导电基底上负载金属钌；

3)惰性气氛下，对步骤2)所得负载金属钌的导电基底进行退火，得金属钌基电极。

进一步地，步骤1)中，所述导电基底包括金属钛片、金属钛网、碳纤维布或石墨毡。

进一步地，步骤1)中，所述金属氧化物为钛氧化物。

进一步地，步骤2)中，所述钌盐为氯化钌。

进一步地，步骤2)中，所述含钌盐的溶液为酸性。

进一步地，步骤2)中，电沉积方法中，导电基底上施加负向电流。

优选地，电沉积方法中，电流的大小为0.5～5mA/cm²。

进一步地，步骤3)中，惰性气氛包括含有N₂、Ar、H₂中至少一种气体；

步骤3)中，退火的温度为200～500℃，退火的时间为0.5～5h。

本发明还提出上述任一项制备方法制备得到的金属钌基电极。

本发明还提出上述任一项金属钌基电极或上述任一项所述制备方法制备得到的金属钌基电极在电催化加氢降解含酚废液中的应用。

进一步地，电解槽内，阴极为金属钌电极，阳极为钛钌网、石墨或铂电极，由恒电位仪控制电压和电流，对含酚废液进行电解。

本发明具有以下优势：