[发明专利]一种应用于复极性三维电极反应器的复合粒子电极及其制备方法

权利要求书

1.一种应用于复极性三维电极反应器的复合粒子电极，其特征在于：由活性炭粒子电极和多孔瓷环粒子电极组成；所述的活性炭粒子电极为负载有金属活性组分锡、锑和铁的活性炭颗粒，所述的多孔瓷环粒子电极为负载有金属活性组分铈、锰和钴的多孔瓷环粒子。

2.根据权利要求1所述的一种应用于复极性三维电极反应器的复合粒子电极，其特征在于：所述的活性炭颗粒粒径为3-8mm。

3.根据权利要求1所述的一种应用于复极性三维电极反应器的复合粒子电极，其特征在于：所述的多孔瓷环粒子为圆管状结构，所述圆管状结构的圆管直径为25mm，圆管长度为25mm，管壁厚度为2.0mm；管壁上沿圆周方向设置4-8个长方形孔，分两排交错排列，长方形孔的宽为3-7mm、长为8-10mm，长方形孔的母材折入圆管内部。

4.根据权利要求1所述的一种应用于复极性三维电极反应器的复合粒子电极，其特征在于：活性炭粒子电极与多孔瓷环粒子电极的质量比为6:4-7:3。

5.一种应用于复极性三维电极反应器的复合粒子电极制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1、载有金属活性组分的活性炭颗粒的制备：

步骤1.1、活性炭颗粒的预处理：

步骤1.1.1、将活性炭颗粒用蒸馏水冲洗后，放入浓度为1.0-2.0mol/L的盐酸中，煮沸30-60分钟后，将活性炭颗粒取出并洗至中性；

步骤1.1.2、将经步骤1.1.1处理后的活性炭颗粒放入浓度为1.0-2.0mol/L的NaOH或KOH碱液中，煮沸30-60分钟后，取出并洗至中性；

步骤1.1.3、将经步骤1.1.2处理后的活性炭颗粒滤去水分后，在100-105℃下烘干待用；

步骤1.2、活性炭颗粒浸渍吸附：

将SnCl₄·5H₂O、SbCl₃和FeCl₃配制成活性炭颗粒的浸渍液，浸渍液中SnCl₄·5H₂O浓度为0.5-0.6mol/L、SbCl₃浓度为0.1-0.2mol/L、FeCl₃浓度为0.3mol/L；将经步骤1.1预处理后获得的活性炭颗粒浸没在上述浸渍液中进行振荡浸渍吸附2-4小时；

步骤1.3、热处理：将振荡浸渍吸附后的活性炭颗粒取出，在80-90℃下干燥3小时；

步骤1.4、焙烧活化：将经热处理后的活性炭颗粒放入马弗炉内，从室温起按5℃/分的升温速率升温至300-400℃，保温2-3小时后取出，自然冷却至室温；

步骤1.5、将获得的活性炭颗粒按照步骤1.2至步骤1.4循环处理3-4次，获得载有金属活性组分的活性炭粒子电极；

步骤2、载有金属活性组分的多孔瓷环粒子的制备：

步骤2.1多孔瓷环粒子的预处理：

步骤2.1.1、将多孔瓷环粒子用水冲洗后，放入浓度为0.1-0.3mol/L的盐酸溶液中煮沸60-80分钟后，取出多孔瓷环粒子并洗至中性；

步骤2.1.2、将经步骤2.1.1处理后的多孔瓷环粒子放入浓度为0.1-0.3mol/L NaOH或KOH碱液中，煮沸60-80分钟后，取出并洗至中性；

步骤2.1.3、将经步骤2.1.2处理后的多孔瓷环粒子滤去水分后，在100-105℃下烘干待用；

步骤2.2、多孔瓷环粒子浸渍吸附：

将Ce(NO₃)₃·6H₂O、Mn(NO₃)₂和Co(NO₃)₂·6H₂O溶于水溶液配制成多孔瓷环粒子的浸渍液，浸渍液中Ce(NO₃)₃·6H₂O浓度为0.2-0.4mol/L、Mn(NO₃)₂浓度为0.2-0.4mol/L、Co(NO₃)₂·6H₂O浓度为0.2-0.4mol/L，将经步骤2.1预处理后获得的多孔瓷环粒子浸没在上述浸渍液中进行超声浸渍吸附40-60分钟；

步骤2.3、热处理：将超声浸渍吸附后的多孔瓷环粒子取出，在110-120℃下干燥4小时；

步骤2.4、焙烧活化：将经热处理后的多孔瓷环粒子放入马弗炉内，从室温起按5℃/分的升温速率升温至400-500℃，保温3-4小时，自然冷却至室温；

步骤2.5、将获得的多孔瓷环粒子按照步骤2.2至步骤2.4循环处理2次，获得载有金属活性组分的多孔瓷环粒子电极；

步骤3、复合粒子电极的制备：

将步骤1获得的载有金属活性组分的活性炭粒子电极，与步骤2获得的载有金属活性组分的多孔瓷环粒子电极，按照质量比6:4-7:3的比例均匀混合，即获得应用于复极性三维电极反应器的复合粒子电极。