[发明专利]一种提高铁催化剂效率的阴阳极协同电催化处理高有机氮的方法

权利要求书

1.一种电催化芬顿氧化-电化学氧化耦合体系及其处理含有机氮废水的方法，其特征在于，该方法为在电催化芬顿氧化反应器内，以多孔复合铁电极为阳极，改性后碳材料或不锈钢电极为阴极，阴阳极分别与稳压电源的正负极连接；将反应器置于高有机氮废水中，接通电源进行电催化芬顿氧化反应；电催化芬顿氧化反应结束后，将废水通入窄通道电化学氧化管式反应器中，通过阳极的电化学氧化反应进一步降解处理；第二步反应结束后，废水通入另一窄通道电化学氧化管式反应器，阳极继续发生电化学氧化进行污染物降解，阴极产生的双氧水与废水中的剩余铁离子发生芬顿反应。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的窄通道电化学氧化管式反应器阳极基体材质为TA1或TA2纯钛，表面可由铅、钌、铱、钽、锡或锑金属材料改性得到活性催化层；阴极基体材质为TA1或TA2纯钛、304/316L不锈钢或石墨粉压制；阴极表面可由聚四氟乙烯、炭黑采用溶胶凝胶法改性得到。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的窄通道电化学反应器由中空管状阳极和棒状阴极从阳极中心平行嵌套而成，阳极外壁下部侧面设有进水口，上不侧面设有出水口，废水在阴阳极中间夹层中流动；阳极是由流动态电沉积法制备的钛基体二氧化铅管状电极，阴极是钛管。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的窄通道电化学反应器由中空管状阳极和棒状阴极从阳极中心平行嵌套而成，阳极外壁下部侧面设有进水口，上不侧面设有出水口，废水在阴阳极中间夹层中流动；阳极是由流动态电沉积法制备的钛基体二氧化铅管状电极，阴极是由疏水材料改性后的石墨电极。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电催化芬顿氧化反应过程中：用硫酸将废水pH调至3-5左右，反应时间为3-4小时后，废水在电化学氧化管式反应器的水力停留时间为6-24小时。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的电催化芬顿氧化反应中双氧水和铁催化剂浓度的计算和电流、通电时间的选择，通过芬顿氧化的经验值可知，去除废水中COD的质量浓度与双氧水质量浓度比例为1:1-2.0，计算出所需双氧水的质量ω(COD)；ω(双氧水)＝1:1-2.0)，再根据二价铁离子与双氧水的摩尔比例为1:4-10，得到所需二价铁浓度，再根据所需二价铁量需要在阳极上通电过程中失去电子的量，从而得出所需电流大小和通电时间；具体为M＝KQ＝KIt，k＝M/Fn，式中M—析出金属的质量；K—比例常数为电化当量；Q—通过的电量；I—电流强度；t—通电时间，n指的是化合物中正或负化合价总数的绝对值；F为法拉第恒量，数值为F＝9.65×10000C/mol，是阿伏伽德罗数NA＝6.02214·1023mol-1与元电荷e＝1.602176·10-19C的积。