[发明专利]一种过滤式电催化消毒反应器及消毒方法

权利要求书

1.一种过滤式电催化消毒反应器，包括由外壳体(1)围绕成的中空密闭反应器腔体，于腔体内设有平板状阳极(4)和平板状阴极(3)，阴极(3)与阳极(4)平行设置于外壳体(1)内的左右两侧，阳极(4)的外沿与腔体内壁面密闭连接，通过阳极(4)将腔体内分隔成二个相互独立互不连通的腔室，于远离阴极(3)的阳极(4)一侧腔室作为集水槽(6)，所述外壳体(1)上分别开设有与集水槽(6)相连通的进水管(7)及于阴极(3)所在的腔室相连通的出水管(2)；

所述阳极(4)为外表面及孔道表面带有锑镍掺杂二氧化锡涂层的泡沫钛，形成过滤式锑镍掺杂的二氧化锡阳极(4)，水可由平板状阳极(4)的一侧表面穿过阳极至其另一侧表面。

2.根据权利要求1所述的过滤式电催化消毒反应器，其特征在于：

阴极(3)为不锈钢阴极(3)；

于平板状阳极(4)和平板状阴极(3)外沿(即平板的四周边缘)与外壳体(1)内壁面接触位置分别设有硅胶环形密封垫(5)，使它们与外壳体内壁面密闭连接；

于阴极和阳极之间的腔室外壳体(1)上部密封连接有出水管(2)，出水管(2)通过管路与循环水箱连通；进水管(7)设置于反应器外壳体(1)右侧壁面上，进水管(7)通过管路与水泵出水口连通，水泵进水口与待处理水体相连。

3.根据权利要求1或2所述的过滤式电催化消毒反应器，其特征在于：

阳极(4)和阴极(3)通过导线分别与腔体外部的直流电源的正负极电连接。

4.根据权利要求1或2所述的过滤式电催化消毒反应器，其特征在于：所述的过滤式锑镍掺杂二氧化锡的电极制备过程包括以下步骤：

步骤1-1，将20-50μm孔径的泡沫钛基底进行充分清洗，再进行分级(120-目180目、大于180目-240目、大于240目-360目砂纸依次打磨)打磨；而后进行基底的碱洗处理，将泡沫钛完全浸入氢氧化钠溶液(质量浓度为35-45％)中，在70-80℃超声水浴条件下处理25-35min；最后将泡沫钛置于质量浓度的10-15％草酸溶液中，同时在70-80℃水浴条件下用超声辅助酸性刻蚀20-30min，而后在90-95℃水浴条件下再刻蚀1.5-2小时；基底刻蚀完毕后同样利用水超声清洗，最后将预处理完毕后的泡沫钛基底保存在无水乙醇中备用；

步骤1-2，将五水四氯化锡、三氧化二锑、六水氯化镍按照锡、锑、镍金属摩尔比分别为500:(6-10):(1-8)的配比制备溶胶；

步骤1-3，浸渍提拉法进行溶胶的涂覆，条件为浸渍10-20min，提拉2-3mm/min，而后进行烘干烧结，将提拉完成后的基底置于120-160℃恒温干燥箱中干燥10-15min，最后将其取出放入460-500℃的马弗炉中烧结10-15min，烧结完成后进行超声清洗，以充分去除泡沫钛内部松散且未完全与泡沫钛结合的活性层物质；

按照上述步骤循环往复10-12次浸渍提拉烧结，最后一次马弗炉烧结过程以15℃/min-20℃/min速率进行程序升温至烧结温度，烧结温度为450-550℃，烧结40-60min，完成后取出电极室温自然冷却，最后制得锑镍掺杂的二氧化锡电极。

5.根据权利要求1或2所述的过滤式电催化消毒反应器，其特征在于：所述的外壳体内部腔体为横截面方环形左右对称中空筒状结构，阴阳极相对表面间的间距为1-2cm，水泵控制进水流速为0.9-5.4L/h。

6.根据权利要求4所述的过滤式电催化消毒反应器，其特征在于：所述锑镍掺杂的二氧化锡阳极制备步骤1-1中，每个预处理步骤进行前与完成后都利用超声清洗器进行充分清洗，且碱洗与酸洗过程都在超声条件下进行；

制备步骤1-3中，将每次烧结后的电极都进行超声清洗。