[发明专利]一种纳米电化学反应装置

权利要求书

1.一种纳米电化学反应装置，包括外壳、电源、阳极组件和阴极组件，其中所述阳极组件和阴极组件设置在外壳内部，阳极组件和阴极组件分别通过导线与设置在外壳外部的电源的正极、负极相连接，其特征是，所述阳极组件由至少1块阳极极板组成，其中所述阳极极板为由Fe、Ti、ZnO制成的Fe-Ti-ZnO复合纳米电化学极板，且按照如下步骤制备而成：

1）按照如下重量份配比备料：

铁粉 75-85

钛粉 10-20

氧化锌粉 2-10

2）将铁粉、钛粉和氧化锌粉混合均匀后倒入冶金炉内进行熔融处理，制得熔融合金混合液；

3）向熔融合金混合液中通入高压惰性气体，进行喷射处理，使液态金属混合液被喷射成纳米尺度的金属颗粒，制成粒径为50-100nm的铁-钛-锌合金纳米粉末；

4）将铁-钛-锌合金纳米粉末和胶黏剂混合，制成合金-胶粘剂混合料后加入注射机料筒中，再进行注射成型处理，制成铁-钛-锌合金板粗坯；

5）将制备的铁-钛-锌合金板粗坯置于烧结炉内，进行烧结处理，制得铁-钛-锌合金板坯；

6）对铁-钛-锌合金板依次进行表面精磨处理、打孔处理，即得。

2.如权利要求1所述的电化学反应装置，其特征是，所述阳极组件为由至少3块阳极极板按照首尾相连的顺序，依次焊接成“Z”字型结构的阳极组件。

3.如权利要求1或2所述的电化学反应装置，其特征是，所述阳极组件中相邻两块极板之间的夹角为20-60°。

4.如权利要求1或2所述的电化学反应装置，其特征是，所述阳极组件中相邻两块极板之间的夹角为30-45°。

5.如权利要求1或2所述的电化学反应装置，其特征是，所述阳极组件中相邻两块极板之间的夹角为30°。

6.如权利要求1或2所述的电化学反应装置，其特征是，步骤3）中所述高压惰性气体的压力≥8MPa。

7.如权利要求1或2所述的电化学反应装置，其特征是，步骤3）中所述高压惰性气体的压力为8-12MPa。

8.如权利要求1或2所述的电化学反应装置，其特征是，步骤3）中所述高压惰性气体的压力为（10±0.5）MPa。

9.如权利要求1或2所述的电化学反应装置，其特征是，步骤4）中所述胶粘剂与铁-钛-锌合金纳米粉末的质量之比为6-15mg/kg。

10.如权利要求1或2所述的电化学反应装置，其特征是，步骤6）中所述打孔处理是在表面精磨处理后的铁-钛-锌合金板上设置多个用于待处理水液自由流通的阳极过水孔，其中，所述阳极过水孔的总面积与铁-钛-锌合金板的面积之比为（12-22）:100。

11.如权利要求1或2所述的电化学反应装置，其特征是，步骤6）中所述打孔处理是在表面精磨处理后的铁-钛-锌合金板上设置多个用于待处理水液自由流通的阳极过水孔，其中，所述阳极过水孔的总面积与铁-钛-锌合金板的面积之比为15-18：100。

12.如权利要求1或2所述的电化学反应装置，其特征是，反应装置中至少包括n个阳极组件，（n+1）个阴极组件，其中，n为≥2的整数，且阴极组件和阳极组件间隔交错布置，相邻两个阳极组件和阴极组件之间的间距≥1cm。

13.如权利要求1或2所述的电化学反应装置，其特征是，所述外壳包括反应部和排渣部，排渣部设置在反应部的底部，与反应部的底部固定连接呈一体；其中，反应部为中空的棱柱体型或圆柱体型，并且在反应部的下部靠近排渣部设置进水管，将外部待处理的水液引入反应器内部；在反应器的上部设置出水管，将电化学反应后的出水排出反应器。

14.如权利要求1或2所述的电化学反应装置，其特征是，所述外壳包括按照从上至下的顺序、连接成一体的排气部、反应部和排渣部，排气部、反应部和排渣部焊接或粘接成一体，其中反应部呈棱柱状型或圆柱状型，并且在反应部的下部靠近排渣部设置进水管，将外部待处理的水液引入反应装置内部；在反应装置的上部设置出水管，将电化学反应后的出水排出反应装置；在所述排气部的上部设置排气孔，用于排出电化学反应中生成的气体；在所述排渣部的底部设置排渣孔，与外部的排渣管相连接，将电化学反应中产生的泥渣排出反应装置。