[发明专利]一种电催化耦合高级氧化体系

权利要求书

1.一种电催化耦合高级氧化体系，其特征是：在该体系中，三维六角星状Co₃O₄和纳米片堆积花状CuO分别作为阳极和阴极材料；在阳极将高级氧化技术与电催化耦合，Co₃O₄电阳极既可以活化过硫酸盐产生硫酸根自由基和羟基自由基也可以通过电催化产生羟基自由基，从而高效的将有机污染物彻底矿化为CO₂和H₂O；其中：有机污染物在阳极彻底矿化产生的CO₂通过排气管引入到阴极中，然后在CuO阴极上还原为碳氢化合物；

两种电极材料都是通过溶剂热法制备得到；

所述三维六角星状Co₃O₄材料的合成方法是：将0.5～1克硝酸钴溶于40毫升乙二醇和水混合溶液中搅拌，待完全溶解后加入0.5～1.5克尿素搅拌均匀，随后加入30～50毫克十六烷基三甲基溴铵与1～2克的氟化铵，常温下搅拌30～45分钟形成均匀、透明的无色溶液，将其溶液转移至100毫升聚四氟乙烯反应釜内衬中；之后将一片清洗干净的导电玻璃倾斜放置反应釜内，导电玻璃的导电面朝上，最后将反应釜转移至干燥箱中100～120℃反应，反应10～12小时导电玻璃上得到紫色的前驱体；将导电玻璃放入马弗炉中，在350℃～550℃煅烧2～4小时，然后冷却至室温，得到三维六角星状Co₃O₄；

所述纳米片堆积花状CuO材料的合成方法是：取5～6克氢氧化钠，1～1.2克过硫酸铵和0.2～0.4钨酸钠依次溶解于30～40毫升去离子水，常温下搅拌30～45分钟形成均匀、透明的无色溶液；之后0.4～0.6克十二烷基硫酸钠加入上述溶液中形成均一的白色溶液，待十二烷基硫酸钠全部溶解后，移入聚四氟乙烯衬里不锈钢高压釜中，把清洗好的铜网浸入上述溶液中；高压釜封闭情况下100～150℃反应24小时，然后冷却至室温，取出铜网，用去离子水清洗，得到黑色纳米片堆积花状CuO。

2.一种如权利要求1所述的电催化耦合高级氧化体系的应用方法，其特征在于：在常规H型电解池反应系统中，以三维六角星状Co₃O₄和纳米片堆积花状CuO分别作为阳极和阴极材料，在阳极室加入0.1摩尔/升硫酸钠溶液，在阴极室加入0.1摩尔/升碳酸氢钾溶液，然后在阳极电解液中加入0.5克/升过硫酸盐和10毫克/升对硝基苯酚溶液，通电进行电解和高级氧化耦合反应。

3.如权利要求2所述的应用方法，其特征在于：在阳极室加入的0.1摩尔/升硫酸钠溶液和在阴极室加入的0.1摩尔/升碳酸氢钾溶液的体积均为60毫升。

4.一种如权利要求1所述的电催化耦合高级氧化体系在污水处理领域的应用，其特征在于：用于除去废水中的有机污染物，所述有机污染物在阳极矿化产生CO₂，通过排气管引入到阴极中，然后在阴极上还原为碳氢化合物。