[实用新型]一种制备过氧化氢的电化学装置

说明书

一种制备过氧化氢的电化学装置，涉及一种制备过氧化氢的电化学装置。目的是解决过氧化氢制备装置为间歇流装置或静置容器导致的无法持续提供过氧化氢和难以广泛的地进行工程应用的问题。装置由阴极室、阳极室、阴极和阳极构成；阴极室侧部和阳极室侧部连通；阴极室内阴极下方设置有布气室，布气室顶面为多孔板；阴极的底面朝向布气室顶面中线设置；阴极的材质为石墨烯掺杂的泡沫碳或氮化碳掺杂的泡沫碳氮化碳。本实用新型利用石墨烯或氮化碳与泡沫碳掺杂提高过氧化氢制备的效率和有利于稳定过氧化氢的浓度；本实用新型装置应用在废水处理和微生物灭活中。本实用新型适用于制备过氧化氢。

技术领域

本实用新型涉及一种制备过氧化氢的电化学装置。

背景技术

过氧化氢作为氧化剂广泛应用于废水处理和微生物灭活装置中，在紫外光辐射和光催化微生物灭活研究中，投加双氧水的存在可以大大提高微生物灭活效率，因此，近几年陆续采用电化学原位产过氧化氢的方式来强化对微生物的灭活作用。过氧化氢的制备方法常用的包括光催化法、电化学合成法等。电化学合成法中存在的问题是：现有过氧化氢制备装置为间歇流装置或静置容器，间歇流装置仅能产生间歇流的过氧化氢溶液，无法持续提供过氧化氢；制备过氧化氢时采用静置容器难以广泛的地进行工程应用。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有过氧化氢制备装置为间歇流装置或静置容器，导致的无法持续提供过氧化氢和难以广泛的地进行工程应用的问题，提出一种制备过氧化氢的电化学装置。

本实用新型制备过氧化氢的电化学装置由阴极室、阳极室、阴极和阳极构成；所述阴极室和阳极室并列设置，阴极室侧部和阳极室侧部通过管道连通；阴极和阳极为平板状，阴极竖向设置在阴极室内，阳极竖向设置在阳极室内；阴极室底部设置有阴极室进水管和氧气进管；阴极室内阴极下方设置有布气室，布气室顶面为多孔板；阴极的底面朝向布气室顶面中线设置；布气室与氧气进管的出气端连通；阴极上方的阴极室的侧壁上设置有阴极室排水管；阳极室底部设置有阳极室进水管，阳极上方的阳极室侧壁上设置有阳极室排水管。

本实用新型原理及有益效果为：

1、本实用新型装置运行时，首先启动电源，分别向阴极室底部设置的阴极室进水管和阳极室底部设置的阳极室进水管连续通入海水做为电解液；同时阴极室排水管和阳极室排水管排水；通过氧气进管向阴极室中的布气室通入氧气后，氧气在布气室均匀分配并从布气室顶面的多孔板以曝气方式进入阴极室，阴极设置在布气室中心的上方，因此布气室能够实现对阴极的两个表面进行均匀曝气；通过电催化过程，氧气在阴极表面通过氧气还原二电子体系原位产生过氧化氢，阴极表面产生的过氧化氢溶解在水中形成过氧化氢溶液，最终从极室排水管排出；阳极室的海水中大量的氯离子经过电化学过程在阳极析出氯气，氯气溶于出水水流产生次氯酸根，最终形成次氯酸溶液，从阳极室排水管排出；

2、本实用新型装置能够在低电流密度下稳定产生过氧化氢，本实用新型正极和负极施加的最低的电流密度为10mA/cm²；

3、本实用新型装置中阴极室底部设置的阴极室进水管和阳极室底部设置的阳极室进水管连续通入海水做为电解液，阴极表面产生的过氧化氢溶解在水中形成过氧化氢溶液，最终从极室排水管排出；即本实用新型装置为连续流方式运行，持续提供过氧化氢，在连续流情况下，本实用新型产生的过氧化氢溶液的浓度最高稳定在26mg/L。

附图说明

图1为本实用新型制备过氧化氢的电化学装置的结构示意图；

图2为实施例1中装置在不同的水力停留时间下产生的过氧化氢溶液浓度随时间变化曲线图；

图3为实施例3中装置在不同的水力停留时间下产生的过氧化氢溶液浓度随时间变化曲线图。

具体实施方式：

本实用新型技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意合理组合。