[发明专利]高效去除杂环化合物的多相电催化工业废水处理装置

摘要

本发明公开了属于高浓度有机废水的电化学处理技术领域的一种高效去除杂环化合物的多相电催化工业废水处理装置。该处理装置由电解槽、电极插槽、负载Pt掺杂NiO-SnO镀PbO膜钛基阳极板、不锈钢阴极板、含CoO中间层的负载Ag掺杂NiO-CeO2活性氧化铝粒子电极、缓冲漏斗、进气管、电线、稳压稳流电源和多孔曝气管组成。缓冲漏斗的顶部与电解槽底部相连，在缓冲漏斗底部安装进气管。在电解槽两个侧壁下部分别安装一个多孔曝气管。在电解槽上共安装有4个电极插槽，用于插入不锈钢阴极板和负载Pt掺杂NiO-SnO镀PbO膜钛基阳极板，将含CoO中间层的负载Ag掺杂NiO-CeO2活性氧化铝粒子电极均匀投入电解槽中。本发明制得的处理装置对含杂环化合物的工业废水处理效率高、成本低、操作简单。

主权项

一种高效去除杂环化合物的多相电催化工业废水处理装置，其特征在于，该处理装置由电解槽、电极插槽、负载Pt掺杂NiO‑SnO镀PbO膜钛基阳极板、不锈钢阴极板、含CoO中间层的负载Ag掺杂NiO‑CeO2活性氧化铝粒子电极、缓冲漏斗、进气管、电线、稳压稳流电源和多孔曝气管组成；缓冲漏斗的顶部与电解槽的底部相连，缓冲漏斗的高度为电解槽高度的二分之一，缓冲漏斗底部的长为电解槽横断面长的五分之一，缓冲漏斗底部的宽为电解槽横断面宽的五分之一；在缓冲漏斗的底部安装进气管；在电解槽两个侧壁的下部分别安装一个多孔曝气管；多孔曝气管的直径为5mm，在多孔曝气管上每隔2mm均匀分布直径为0.5mm的小孔；在电解槽上共安装有4个电极插槽，用于插入不锈钢阴极板和负载Pt掺杂NiO‑SnO镀PbO膜钛基阳极板；含CoO中间层的负载Ag掺杂NiO‑CeO2活性氧化铝粒子电极均匀分布在电解槽中；其中，所述负载Pt掺杂NiO‑SnO镀PbO膜钛基阳极板由如下方法制备：(1)用240号氧化铝耐水砂纸将钛片表面打磨至出现金属光泽，然后将其放入培养皿中，倒入50mL丙酮，在40kHz超声波清洗仪中用洗涤剂溶液清洗除油30min，取出先用自来水冲洗，再用去离子水冲洗，然后放置在40kHz超声波清洗仪中用去离子水清洗15min；(2)将步骤(1)得到的钛片放置在10％的草酸溶液中刻蚀2h，然后取出先用自来水冲洗，再用去离子水冲洗后放置在40kHz超声波仪器中用去离子水清洗15min，晾干后保存在无水乙醇中备用；(3)利用辉光放电对步骤(2)得到的钛片表面进行预处理10min，然后在MS56A型高真空多靶磁控溅射机上完成磁控溅射镀铂得到物质A，其中阴极靶材为铂片，钛片作为阳极基片，操作模式为射频溅射，真空度为8.0×10‑2Pa，功率为100W，氩气压力为1pa；(4)将正丁醇、异丙醇、异丁醇、无水乙醇按等体积比例混合，得到溶液A；将SnCl2.H2O溶于无水乙醇制成浓度为0.5mol／L的溶液B；将Ni(NO3)2.6H2O溶于无水乙醇制成浓度为0.5mol／L的溶液C1，另将Ni(NO3)2.6H2O溶于水中制成浓度为0.5mol／L的溶液并加入5滴硝酸以防水解，得到溶液C2；将Pb(NO3)2溶于水中制成浓度为0.5mol／L的溶液，加入5滴硝酸以防水解，得到溶液D；(5)将溶液B与溶液C1按体积比2：8混合，得到溶液E1；将溶液E1与溶液A等体积比混合，摇匀后分成等量3份，得到溶液F1‑1、溶液F1‑2、溶液F1‑3；(6)将溶液B与溶液C1按体积比4：6混合，得到溶液E2；将溶液E2与溶液A等体积比混合，摇匀后分成等量3份，得到溶液F2‑1、溶液F2‑2、溶液F2‑3；(7)将溶液B与溶液C1按体积比6：4混合，得到溶液E3；将溶液E3与溶液A等体积比混合，摇匀后分成等量3份，得到溶液F3‑1、溶液F3‑2、溶液F3‑3；(8)将溶液B与溶液C1按体积比8：2混合，得到溶液E4；将溶液E4与溶液A等体积比混合，摇匀后分成等量3份，得到溶液F4‑1、溶液F4‑2、溶液F4‑3；(9)将溶液C2与溶液D按体积比3：7混合，得到溶液G1；将溶液G1与溶液A等体积比混合，摇匀后分成等量2份，得到溶液H1‑1、溶液H1‑2；(10)将溶液C2与溶液D按体积比1：9混合，得到溶液G2；将溶液G2与溶液A等体积比混合，摇匀后分成等量2份，得到溶液H2‑1、溶液H2‑2；(11)将溶液D与溶液A等体积比混合，摇匀后分成等量4份，得到溶液D1、溶液D2、溶液D3、溶液D4；(12)将步骤(3)得到的物质A浸入到溶液F1‑1中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，得到物质B1‑1；(13)将物质B1‑1浸入到溶液F2‑1中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，得到物质B2‑1；(14)将物质B2‑1浸入到溶液F3‑1中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，得到物质B3‑1；(15)将物质B3‑1浸入到溶液F4‑1中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在600℃条件下焙烧4h，得到物质B4‑1；(16)将物质B4‑1浸入到溶液F1‑2中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，得到物质B1‑2；(17)将物质B1‑2浸入到溶液F2‑2中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，得到物质B2‑2；(18)将物质B2‑2浸入到溶液F3‑2中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，得到物质B3‑2；(19)将物质B3‑2浸入到溶液F4‑2中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在600℃条件下焙烧4h，得到物质B4‑2；(20)将物质B4‑2浸入到溶液F1‑3中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，得到物质B1‑3；(21)将物质B1‑3浸入到溶液F2‑3中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，得到物质B2‑3；(22)将物质B2‑3浸入到溶液F3‑3中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾 干，然后在100℃条件下干燥10h，得到物质B3‑3；(23)将物质B3‑3浸入到溶液F4‑3中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在600℃条件下焙烧4h，得到物质B4‑3；(24)将物质B4‑3浸入到溶液H1‑1中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，得到物质C1‑1；(25)将物质C1‑1浸入到溶液H2‑1中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在600℃条件下焙烧4h，得到物质C2‑1；(26)将物质C2‑1浸入到溶液H1‑2中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，得到物质C1‑2；(27)将物质C1‑2浸入到溶液H2‑2中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在600℃条件下焙烧4h，得到物质C2‑2；(28)将物质C2‑2浸入到溶液D1中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，得到物质D1；(29)将物质D1浸入到溶液D2中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在600℃条件下焙烧4h，得到物质D2；(30)将物质D2浸入到溶液D3中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，得到物质D3；(31)将物质D3浸入到溶液D4中，并在磁力搅拌器作用下均匀浸渍，3h后取出晾干，然后在100℃条件下干燥10h，将干燥后的物质置于马弗炉中在600℃条件下焙烧4h，得到的物质即为负载Pt掺杂NiO‑SnO镀PbO膜钛基阳极板。