[发明专利]去除水中氨氮和有机物的复合电极及其制备方法

说明书

本发明公开了一种去除水中氨氮和有机物的复合电极及其制备方法，电极的其中一面用于去除氨氮，另一面用于去除有机物，每一面均由增加涂层和钛板结合力的中间层和去除氨氮或有机物的活性层构成，中间层采用掺杂锰盐和镍盐的锡锑溶液制备，去除氨氮的活性层采用掺杂铁盐和钴盐的锡锑溶液制备，去除有机物的活性层采用掺杂铜盐和铈盐的锡锑溶液制备。本实施例采用的涂覆在钛板上的溶液用烘枪烘干，重复烘干数次后，再用烘枪高温煅烧电极。本发明工艺简单、制备速度快、节省能耗，所制备的电极能同时去除水中的氨氮和有机物，并且具有去除率高，能耗低等优点。

技术领域

本发明涉及一种电极及其制备方法，特别是涉及一种复合电极及其制备方法，应用于水处理装置技术领域。

背景技术

大量高浓度氨氮废水和有机物废水被排放到自然水体中，导致水质恶化，水体发黑发臭，进而造成居民饮水困难。因此高效处理高浓度氨氮、有机物废水是环保工作者研究的重要课题。

目前处理氨氮废水的方法主要分为生物法和物化法两大类。但是生物法不适用于高浓度、难降解废水，在低温负荷下停留时间较长，处理效率低。物化法中的空气吹脱法在处理过程中需要大量的碱，会造成大气污染。离子交换法中的再生废液的处理也是比较困难的。电化学氧化法被称为“环境友好”技术，它具有能量效率高，反应温和，在常温常压下就可以进行等优点，而且无需另外添加氧化还原剂，避免二次污染。

目前研究较多的均为单一涂层电极，电极选择性差，虽然可以达到同时降解有机物和氨氮的目的，但去除率低。如申请号为201210244491.5的专利和文献《电氧化同步去除废水中COD和氨氮的工业应用》(中国给水排水，2016(8):99-102.)均采用钛基二氧化铅电极作为阳极，在电解60min后，氨氮的去除率在80％左右，并不能完全去除，而有机物的去除率则更低。目前制备电极的工艺均为烘箱烘干，再进行马弗炉煅烧，这种工艺操作麻烦、效率低、能耗高。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种去除水中氨氮和有机物的复合电极及其制备方法，本发明电极一面能高效去除水中的氨氮，另一面能高效去除水中的有机物，由于采用廉价金属制备，并使用烘枪进行烘干和煅烧制备能去除水中氨氮和有机物的功能集成的复合电极，本发明电极制备成本较低，工艺操作简单，制备效率高，能耗低。

为达到上述发明创造目的，本发明采用下述技术方案：

一种具有双面异质外层的复合电极，包括电极基板，在电极基板的两面分别设置中间层，在电极基板两面的中间层上再分别结合功能外层，中间层将电极基板和功能外层牢固结合在一起，功能外层包括去除氨氮的活性层和去除有机物的活性层，分别设置在电极基板两面的不同中间层上，形成两面具有不同功能外层的复合电极。

上述中间层、去除氨氮的活性层和去除有机物的活性层皆优选采用Sn和Sb为主要元素成分的合金材料制成。

优选采用掺杂Ni、Mn的Sn-Sb合金材料制成中间层，优选中间层材料的合金组分元素摩尔比为Sn:Sb:Ni:Mn＝100:(5～10):(1～5):(1～5)。

优选采用掺杂Fe、Co的Sn-Sb合金材料制成去除氨氮的活性层，优选去除氨氮的活性层材料的合金组分元素摩尔比为Sn:Sb:Fe:Co＝100:(5～10):(1～5):(1～5)。

优选采用掺杂Cu、Ce的Sn-Sb合金材料制成有机物的活性层，优选有机物的活性层材料的合金组分元素摩尔比为Sn:Sb:Cu:Ce＝100:(5～10):(1～5):(1～5)。

上述电极基板优选采用钛基板。

一种去除水中氨氮和有机物的电极的制备方法，包括如下步骤：

a.中间层溶液的制备：