[发明专利]一种Ag/GO/Ti电极与制备方法及其在去除水中硝酸盐中的应用

说明书

本发明公开一种Ag/GO/Ti电极与制备方法及其在去除水中硝酸盐中的应用，属于电化学水处理技术领域，通过草酸溶液中煮沸蚀刻钛板成凹凸均匀的表面，得到Ti基体，通过电沉积的方法将GO和Ag电镀到Ti基体上，制备得到Ag/GO/Ti电极，并将其用于去除水中硝酸盐，利用有催化作用的电极材料，发生电化学催化还原反应，使得硝酸根还原为氮气，以去除水中的硝酸盐，该方法操作简单，对设备要求低。

技术领域

本发明涉及电化学水处理技术领域，具体为一种Ag/GO/Ti电极与制备方法及其在去除水中硝酸盐中的应用。

背景技术

近年来越来越多的氮、磷等营养物质进入水环境中，造成水体富营养化，导致水体的生物多样性减少，同时还会产生腐蚀和堵塞管道等危害。如果饮用水中硝酸盐含量过高会对人体健康产生一定危害，如人体会产生肠道、神经系统、甲状腺、皮肤等肿瘤疾病，婴儿会产生“蓝婴病”等；因此，去除水中的硝酸盐具有重要的意义，同时寻求成本较低、处理效果较好的硝酸盐去除方法是十分必要的。

目前应用于水中去除硝酸盐去除的技术主要有生物法、物理法和化学法三大类。电解法因其高效、节能、占地面积小、很少产生二次污染等特点，可用于含氮废水的去除。电化学法降解硝酸盐就是在电场的作用下，利用阴极表面的金属对硝酸盐的吸附和催化作用，使硝酸根得电子最终被还原为氮气，达到去除硝酸盐的目的。近年来有关Ag修饰纯Ti电极主要作为阴极还原水中双氧水等，将其应用于降解硝酸盐的研究则鲜有报道。其还原过程中所需能耗较高，且修饰电极的表面金属活性层在电解的过程中易脱落，导致它的电催化性能下降。因此，有必要开发一种稳定高效的电极材料。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种Ag/GO/Ti电极与制备方法及其在去除水中硝酸盐中的应用，Ag/GO/Ti电极能够对水中的硝酸盐进行降解。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种Ag/GO/Ti电极的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1，基体处理，将钛板打磨光滑，依次用氢氧化钠溶液、盐酸和蒸馏水冲洗，然后在草酸溶液中煮沸1-3h，蚀刻成凹凸均匀的表面，得到Ti基体，放入无水乙醇中保存备用；

步骤S2，称取GO与AgNO₃，溶于去离子水中，得到电解液，其中，GO与AgNO₃的质量比为(1：5)～(1：15)，GO与去离子水的质量比为(1:1000)～(1:10000)；

步骤S3，采用电沉积法将将电解液中的GO和Ag电镀到Ti基体上。

可选的，步骤S1中，氢氧化钠溶液的浓度为0.1-1mol/L，盐酸的浓度为0.1-1mol/L。

可选的，步骤S1中，草酸溶液的浓度为5％-20％。

可选的，步骤S3中，Ti基体的有效面积与电解液体积比为(1cm²:20ml)～(1cm²:30ml)。

可选的，步骤S3中，将Ti基体作为阴极浸入电解液中，连接恒流电源，电沉积得到Ag/GO/Ti电极。

可选的，电沉积时在30～50℃水浴中，采用0.01～0.1A的恒定电流，电沉积10～30min。

一种Ag/GO/Ti电极，基于本发明提供的制备方法所制备。

一种本发明提供的Ag/GO/Ti电极在去除水中硝酸盐中的应用。

向硝酸盐浓度为20～140mg/L的水体中插入析氯阳极和本发明提供的Ag/GO/Ti阴极，在10-40℃、pH为3～11的条件下电解，净化水体中的硝酸盐。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：