[发明专利]用于在废水处理的电解池中赋予过滤能力的方法

权利要求书

1.一种用于能量有效处理污染的废水的方法，该方法包括：

提供一种固体聚合物电解质电解池，包括：

一个阳极，该阳极包括一个阳极催化剂层和一个阳极流体递送层，其中该阳极催化剂层包含一种阳极催化剂；

一个阳极流场板；

一个无液态电解质的阴极，该阴极包括一个阴极催化剂层，其中该阴极催化剂层包含一种阴极催化剂；

一个阴极流场板；

一种固体聚合物膜电解质，该固体聚合物膜电解质将该阳极和该阴极分隔开；以及

一个过滤层，该过滤层处于该阳极流体递送层与该阳极流场板之间，其中该阳极流体递送层在面向该阳极流场板的一侧具有流场侧平均孔径，并且其中该过滤层的平均孔径小于该阳极流体递送层的流场侧平均孔径；

向该电解池的阳极供应一个废水流，该废水流包含一种污染物；

跨过该电解池提供小于3伏特的电压，其中该阳极相对于该阴极是正电的；

在一个工作温度下和小于20mA/cm²的电流密度下运行该电解池，并且使得所述阴极保持无液态电解质，从而使该污染物降解并且在该阴极生成氢气；以及

将所生成的氢气从该阴极上排出。

2.如权利要求1所述的方法，其中该过滤层包括两个或更多个层片并且面向该阳极流场板的该层片的平均孔径小于下一个相邻层片的平均孔径。

3.如权利要求1所述的方法，其中该过滤层包括一个聚合物薄片膜过滤器。

4.如权利要求3所述的方法，其中该过滤层包括一个导电颗粒的子层。

5.如权利要求1所述的方法，其中该过滤层是不导电的。

6.如权利要求5所述的方法，其中该过滤层包含一种聚合物。

7.如权利要求1所述的方法，其中该阳极流场板是不导电的。

8.如权利要求1所述的方法，其中该过滤层包含吸附介质。

9.如权利要求1所述的方法，其中该过滤层包含高表面积氧化催化剂。

10.如权利要求1所述的方法，其中该过滤层具有基本上单峰的孔径分布。

11.如权利要求1所述的方法，其中该阳极流体递送层包括一个阳极衬底和至少一个子层。

12.如权利要求11所述的方法，其中该阳极衬底是一个锡涂覆的金属或钛衬底。

13.如权利要求1所述的方法，其中该阴极既不包含液态阴极电解质也不包含液态支持电解质。

14.如权利要求1所述的方法，该方法包括在小于10mA/cm²的电流密度下运行该电解池。

15.如权利要求1所述的方法，该方法包括在无添加的支持电解质的情况下向该阳极供应该废水流。

16.如权利要求1所述的方法，该方法包括使用选自下组的一种去除方法从该过滤层中去除污染物，该组由以下各项组成：原位反洗、氧气洗擦、化学清洗、超声波清洗、气体吹扫、液体吹扫、恒电位清洗、流动水、以及在较高阳极电压下生成氯气和氧气中间体。