[发明专利]一种光伏电催化有机废水处理反应器及其阳极制备方法

权利要求书

1.一种光伏电催化有机废水处理反应器，其特征在于，所述反应器由多个反应单元串联而成，其中，每个反应单元均包括外壳(1)、阴极(3)、阳极(4)、直流电源(7)，所述外壳(1)、阴极(3)和阳极(4)均为中空的管状结构，阳极(4)设置在外壳(1)内壁，阴极(3)设置在阳极(4)内部的中间，阴极(3)和阳极(4)之间、以及阳极和外壳间均形成反应区(5)，阴极(3)和阳极(4)分别通过导线与外部的直流电源(7)连接。

2.根据权利要求1所述的光伏电催化有机废水处理反应器，其特征在于，所述反应器还包括设置在反应区(5)内的搅拌器(2)，搅拌器与设置在外壳(1)外部的搅拌调速器(6)连接。

3.根据权利要求1所述的光伏电催化有机废水处理反应器，其特征在于，所述外壳(1)为可使阳光或可见光透过的透明的聚乙烯管或玻璃管。

4.根据权利要求1所述的光伏电催化有机废水处理反应器，其特征在于，所述阴极(2)材质为不锈钢、铁、镍、铜或石墨等导电材料。

5.根据权利要求1所述的光伏电催化有机废水处理反应器，其特征在于，所述直流电源(7)为太阳能电池板。

6.根据权利要求1所述的光伏电催化有机废水处理反应器，其特征在于，所述阳极具有双层催化层结构。

7.根据权利要求1所述的光伏电催化有机废水处理反应器，其特征在于，所述阳极为PdAg-掺C的TiO₂纳米管/Ti阳极，是由多孔钛管阳极氧化形成TiO₂纳米管，然后掺C，最后电镀沉积纳米PdAg合金而成。

8.一种或权利要求7所述PdAg-掺C的TiO₂纳米管/Ti阳极的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

(1)多孔钛管的前处理：首先在丙酮中超声除油15分钟，然后采用甲醇或乙醇清洗；再用400g/L的CrO₃和350g/L的H₂SO₄处理3分钟，然后再用二次蒸馏水超声清洗3次，每次5分钟，随后用1mol/L的HF处理10分钟，再次用二次蒸馏水超声清洗3次，每次5分钟，烘干；

(2)TiO₂纳米管/Ti的制备：将处理好的多孔钛管在电解液中进行阳极氧化；电解电位20V，电解时间30-120分钟；电解完毕，用去离子水洗涤，烘干，再在500℃马弗炉中焙烧3小时得TiO₂纳米管/Ti；

(3)掺C的TiO₂纳米管/Ti阳极的制备：将TiO₂纳米管/Ti加入到葡萄糖溶于去离子水形成的溶液中，其中水的体积为高压反应釜内胆体积的60％，TiO₂纳米管/Ti与葡萄糖的质量比为1：0.9～1：1.8，超声分散30分钟后移入高压反应釜，加热到160℃，反应12h，冷却至室温，去离子水洗涤，80℃真空干燥后，管式炉N₂保护下500℃焙烧3h制得掺C的TiO₂纳米管/Ti；

(4)电镀：将掺C的-TiO₂纳米管/Ti作为阴极进行电镀，在掺C的-TiO₂纳米管/Ti表面电镀沉积纳米PdAg合金，电镀完毕，用去离子水洗涤，烘干，即得PdAg-掺C的TiO₂纳米管/Ti阳极。

9.根据权利要求8所述PdAg-掺C的TiO₂纳米管/Ti阳极的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述电解液的组成：0.5％-1％的HF，1mol/L的H₂SO₄。

10.根据权利要求8所述PdAg-掺C的TiO₂纳米管/Ti阳极的制备方法，其特征在于，步骤(4)电镀的条件为：