[发明专利]一种用于碘代X射线造影剂脱碘的三维电化学反应装置及其处理方法

说明书

本发明提出一种用于碘代X射线造影剂脱碘的三维电化学反应装置及其处理方法，属于电化学技术领域。该装置包括反应器，质子交换膜，质子交换膜设在反应器内，将反应器分隔为阴极室和阳极室；工作电极，设在阴极室内；辅助电极，与工作电极相对，设在阳极室内；参比电极，设在阴极室内；感应粒子电极，由负载钯颗粒的有序介孔碳构成，设在阴极室内；工作电极、辅助电极、参比电极分别与电化学工作站电连接；在工作电极上原位电还原脱碘以及原位电还原产生氢气，在感应粒子电极上感应电还原脱碘，同时感应粒子电极利用所产生的氢气加氢还原脱碘。该装置可强化还原碘代X射线造影剂，去除效果好，设计合理，操作方便，高效节能。

技术领域

本发明属于电化学技术领域，尤其涉及一种用于碘代X射线造影剂脱碘的三维电化学反应装置及其处理方法。

背景技术

碘代X射线造影剂的使用日益广泛，然而，近年科学研究表明，碘代X射线造影剂可能会诱导碘三卤甲烷等具有细胞毒性和基因毒性的消毒副产物产生，该副产物对人体有潜在的致癌、致畸和致突变风险，且由于其较高的极性和稳定性导致其难被去除，进一步加剧了水体的健康风险。碘代X射线造影剂主要包括离子型和非离子型，泛影酸钠是典型的离子型碘代X射线造影剂。

目前，对于去除水体中卤代有机物泛影酸钠，由于卤代有机物标准还原电位较高，直接脱卤难度较大，一般采用氧化法去除泛影酸钠居多，基于高级氧化技术的各种处理方法，对去除泛影酸钠有一定作用，但是会产生多种不可控的有毒卤代中间产物。一些微生物也能够降解泛影酸钠，但生化反应过程可能会在水中引入新的污染物。此外，少有研究(如中国专利申请CN201810426283.4)采用液相催化加氢还原去除泛影酸钠，但需要外源氢气，而氢气的存储与运输存在安全问题。

电化学还原法因环境友好，反应选择性高，无需(或少量)投加化学药剂，工艺简单，易于自动化操作等，具有较强的应用前景。但传统的平板二维电极极水比相对较小，活性氧化/还原物种的单位时空产率低，处理效果欠佳。

发明内容

本发明提出一种用于碘代X射线造影剂脱碘的三维电化学反应装置及其处理方法，可实现泛影酸钠的高效去除，去除率可在90％以上，且不产生二次污染。

本发明提出的用于碘代X射线造影剂脱碘的三维电化学反应装置，采用质子交换膜将反应器分隔为阴极室和阳极室，在阴极室内设有工作电极和参比电极，在阳极室内设有辅助电极，并且通过在阴极室投加负载钯颗粒的有序介孔碳催化剂作为感应粒子电极，构建了一种复极式三维电化学反应装置，实现三维偶联联合脱碘，工作电极上原位电还原脱碘、粒子电极感应还原脱碘、粒子电极利用工作电极产生的氢气催化加氢脱碘，进而实现泛影酸钠的高效去除。

本发明的技术方案如下：

本发明提出一种用于碘代X射线造影剂脱碘的三维电化学反应装置，

包括反应器；

质子交换膜，所述质子交换膜设在所述反应器内，将所述反应器分隔为阴极室和阳极室；

工作电极，设在阴极室内；

辅助电极，与所述工作电极相对，设在阳极室内；

参比电极，设在阴极室内；

感应粒子电极，由负载钯颗粒的有序介孔碳构成，设在阴极室内；

所述工作电极、辅助电极、参比电极分别与电化学工作站电连接；

在工作电极上原位电还原脱碘以及原位电还原产生氢气，在感应粒子电极上感应电还原脱碘，同时感应粒子电极利用所产生的氢气加氢还原脱碘。

进一步地，工作电极为碳纤维电极；辅助电极为铂片电极；参比电极为饱和甘汞电极。