[发明专利]流化床式三相电极反应器及其处理高浓度有机废水的方法

摘要

本发明公开了属于高浓度有机废水的电化学处理技术领域的一种流化床式三相电极反应器。该反应器由电解槽、电极插槽、负载Pt掺杂SrO-PbO镀MgO膜钛基阳极板、不锈钢阴极板、含MnO2中间层的负载Ag掺杂SnO2-CeO2活性氧化铝粒子电极、挡板、布气板、进气管、电线和稳压稳流电源组成。在电解槽的侧壁中下部开设进气管的插孔；在电解槽的底部安装布气板，在布气板的上方安装挡板；在电解槽上共安装有4个电极插槽，用于插入不锈钢阴极板和负载Pt掺杂SrO-PbO镀MgO膜钛基阳极板，将含MnO2中间层的负载Ag掺杂SnO2-CeO2活性氧化铝粒子电极均匀投入阴极板和阳极板之间的空隙中。本发明制得的流化床式三相电极反应器对高浓度有机废水处理效率高、成本低、操作简单。

主权项

一种流化床式三相电极反应器，其特征在于，该流化床式三相电极反应器由电解槽、电极插槽、负载Pt掺杂SrO‑PbO镀MgO膜钛基阳极板、不锈钢阴极板、含MnO2中间层的负载Ag掺杂SnO2‑CeO2活性氧化铝粒子电极、挡板、布气板、进气管、电线和稳压稳流电源组成；在电解槽的侧壁中下部开设进气管的插孔；在电解槽的底部安装布气板，在布气板上均匀开设孔径为1mm的布气孔，在布气板的上方安装挡板，在挡板上均匀开设孔径为2mm的小孔；在电解槽上共安装有4个电极插槽，用于插入不锈钢阴极板和负载Pt掺杂SrO‑PbO镀MgO膜钛基阳极板；含MnO2中间层的负载Ag掺杂SnO2‑CeO2活性氧化铝粒子电极均匀分布在阴极板和阳极板之间的空隙中；其中，负载Pt掺杂SrO‑PbO镀MgO膜钛基阳极板由如下方法制备：(1)用240号氧化铝耐水砂纸将钛片表面打磨至出现金属光泽，然后将其放入培养皿中，倒入50mL丙酮，在40kHz超声波清洗仪中用洗涤剂溶液清洗除油30min，取出先用自来水冲洗，再用去离子水冲洗，然后放置在40kHz超声波清洗仪中用去离子水清洗15min；(2)将步骤(1)得到的钛片放置在10％的草酸溶液中刻蚀2h，然后取出先用自来水冲洗，再用去离子水冲洗后放置在40kHz超声波仪器中用去离子水清洗15min，晾干后保存在无水乙醇中备用；(3)利用辉光放电对步骤(2)得到的钛片表面进行预处理10min，然后在MS56A型高真空多靶磁控溅射机上完成磁控溅射镀铂得到物质A，其中阴极靶材为铂片，钛片作为阳极基片，操作模式为射频溅射，真空度为8.0×10‑2pa，功率为100W，氩气压力为1pa；(4)将正丁醇、异丙醇、异丁醇、无水乙醇按等体积比例混合，得到溶液A；将Sr(NO3)2溶于水中制成浓度为0.5mol/L的溶液，加入5滴硝酸以防水解，得到溶液B；将Pb(NO3)2溶于水中制成浓度为0.5mol/L的溶液，加入5滴硝酸以防水解，得到溶液C；将Mg(NO3)2·6H2O溶于水中制成浓度为0.5mol/L的溶液，加入5滴硝酸以防水解，得到溶液D；(5)将溶液B、溶液C、溶液D按体积比10∶10∶1混合，得到溶液E1，将溶液E1与溶液A等体积比混合，摇匀后分成等量4份，得到溶液F1‑1、溶液F1‑2、溶液F1‑3、溶液F1‑4；(6)将溶液B、溶液C、溶液D按体积比5∶5∶1混合，得到溶液E2，将溶液E2与溶液A等体积比混合，摇匀后分成等量2份，得到溶液F2‑1、溶液F2‑2；(7)将溶液B、溶液C、溶液D按体积比1∶1∶1混合，得到溶液E3，将溶液E3与溶液A等体积比混合，摇匀后分成等量3份，得到溶液F3‑1、溶液F3‑2、溶液F3‑3；(8)将溶液B、溶液C、溶液D按体积比1∶1∶5混合，得到溶液E4，将溶液E4与溶液A等体积比混合，摇匀后分成等量2份，得到溶液F4‑1、溶液F4‑2；(9)将溶液B、溶液C、溶液D按体积比1∶1∶10混合，得到溶液E5，将溶液E5与溶液 A等体积比混合，摇匀后分成等量4份，得到溶液F5‑1、溶液F5‑2、溶液F5‑3、溶液F5‑4；(10)将步骤(3)得到的物质A浸入到溶液F1‑1中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，得到物质B1；(11)将物质B1浸入到溶液F1‑2中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在780℃条件下焙烧4h，得到物质B2；(12)将物质B2浸入到溶液F1‑3中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，得到物质B3；(13)将物质B3浸入到溶液F1‑4中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在780℃条件下焙烧4h，得到物质B4；(14)将物质B4浸入到溶液F2‑1中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，得到物质C1；(15)将物质C1浸入到溶液F2‑2中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在780℃条件下焙烧4h，得到物质C2；(16)将物质C2浸入到溶液F3‑1中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，得到物质D1；(17)将物质D1浸入到溶液F3‑2中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，得到物质D2；(18)将物质D2浸入到溶液F3‑3中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在780℃条件下焙烧4h，得到物质D3；(19)将物质D3浸入到溶液F4‑1中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，得到物质E1；(20)将物质E1浸入到溶液F4‑2中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在780℃条件下焙烧4h，得到物质E2；(21)将物质E2浸入到溶液F5‑1中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，得到物质F1；(22)将物质F1浸入到溶液F5‑2中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干， 然后在100℃条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在780℃条件下焙烧4h，得到物质F2；(23)将物质F2浸入到溶液F5‑3中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，得到物质F3；(24)将物质F3浸入到溶液F5‑4中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在780℃条件下焙烧4h，得到的物质即为负载Pt掺杂SrO‑PbO镀MgO膜钛基阳极板。