公布日：2024.04.19
申請日：2024.01.05
分類號：C02F1/461(2023.01)I;C02F1/467(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種BBD電極的高級氧化處理污水的方法，屬于污水處理領域。本發(fā)明制備的BDD電極，具有較高的析氧電位，可以在反應中大量的產(chǎn)生羥基自由基、過氧化物、臭氧等強氧化性物質(zhì)，鎳、鑭雙金屬負載的硼摻雜BDD電極，其形貌能夠暴露更多的活性位點，有利于氨氧化反應的進行；高效降解水中的有毒物質(zhì)特別是難降解有機污染物，使其變?yōu)?/span>CO2，H2O等，無二次污染；本發(fā)明制備的BDD電極，具有良好的電化學穩(wěn)定性和化學惰性，表面不易被玷污，而且可以通過高壓焚燒法去除表面附著的污染物而不影響電極本身的性質(zhì)，達到自清潔效果；因此，BDD電極可以長期使用無需更換。
權(quán)利要求書
1.一種BBD電極的高級氧化處理污水的方法，其操作步驟為：污水儲罐的污水經(jīng)水泵、流量控制系統(tǒng)進入電解槽，電解槽連接直流電源，電解后的污水經(jīng)冷卻器冷卻，不凝性氣體排放，冷卻后的污水經(jīng)檢測合格后排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種BBD電極的高級氧化處理污水的方法，其特征在于：所述的電解槽由三塊BDD電極組合而成，中間的雙面的BDD薄膜將電解槽分成兩個平行的槽子，BDD薄膜電極的一面做陽極一面做陰極；BDD薄膜的厚度為1-3μm，每塊BDD薄膜的工作面積為60-80cm2；電極與電極之間用塑料隔板將其隔開，電極的距離為1-2mm；電流密度為30-60mA/cm2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種BBD電極的高級氧化處理污水的方法，其特征在于：所述的BDD電極為陽極，不銹鋼作為陰極；電解液為道爾頓液壓油與廢機油乳化劑、十三醇聚氧乙烯醚按照體積比為7-10:1:1的比例進行混合后，再與水按照體積比為7-10:1進行混合；電解液中加入氯化鈉作為電解質(zhì)，加入量為2-6g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種BBD電極的高級氧化處理污水的方法，其特征在于：所述的BDD電極在電解處理污水前，先在稀釋的硫酸溶液中以50-80mA/cm2電解20-40分鐘，使其極化。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種BBD電極的高級氧化處理污水的方法，其特征在于：所述的電解后，BDD電極在濃H2SO4：濃HNO3為1-3：1的混合溶液中油浴加熱至100-150℃，加熱2-5h進行處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種BBD電極的高級氧化處理污水的方法，其特征在于：所述的BDD電極的制備方法為：S1：將鈦板放在襯底托上，然后調(diào)節(jié)高度使其與波導管在同一水平線上；S2：通入氫氣，啟動真空泵，開啟微波電源，開啟反射設備，由H2將碳源、硼源帶入反應室中，開始沉積，沉積后得到BDD電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種BBD電極的高級氧化處理污水的方法，其特征在于：所述的碳源為甲烷。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種BBD電極的高級氧化處理污水的方法，其特征在于：所述的硼源的制備方法為：B1：按重量份，選取15-30份的硝酸鎳，0.2-0.7份硝酸鑭和30-60份的對巰基對苯二甲酸，加入反應釜1中，再加入甲醇300-450份，在30-40℃下攪拌100-150min，蒸餾除去甲醇，得到對巰基對苯二甲酸-鎳/鑭配合物；B2：稱取3-8份的乙烯硼酐吡啶絡合物加入反應釜中，再加入5-10份對巰基對苯二甲酸-鎳/鑭配合物，2-5份三乙胺，硼酸三甲酯30-50份，DMF100-150份，在55-65℃條件下攪拌100-150min，得到硼源。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種BBD電極的高級氧化處理污水的方法，其特征在于：所述的碳源流速為1-3sccm，氫氣流速為100-300sccm。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種BBD電極的高級氧化處理污水的方法，其特征在于：所述的壓強為5-7KPa，功率為380W，沉積時間為7-10h。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述背景技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種BBD電極的高級氧化處理污水的方法，其操作步驟為：
污水儲罐的污水經(jīng)水泵、流量控制系統(tǒng)進入電解槽，電解槽連接直流電源，電解后的污水經(jīng)冷卻器冷卻，不凝性氣體排放，冷卻后的污水經(jīng)檢測合格后排放。
作為較為優(yōu)選的方案之一，所述的電解槽由三塊BDD電極組合而成，中間的雙面的BDD薄膜將電解槽分成兩個平行的槽子，BDD薄膜電極的一面做陽極一面做陰極；BDD薄膜的厚度為1-3μm，每塊BDD薄膜的工作面積為60-80cm2；電極與電極之間用塑料隔板將其隔開，電極的距離為1-2mm；電流密度為30-60mA/cm2。
作為較為優(yōu)選的方案之一，所述的BDD電極為陽極，不銹鋼作為陰極；電解液為道爾頓液壓油與廢機油乳化劑、十三醇聚氧乙烯醚按照體積比為7-10:1:1的比例進行混合后，再與水按照體積比為7-10:1進行混合；電解液中加入氯化鈉作為電解質(zhì)，加入量為2-6g/L。
作為較為優(yōu)選的方案之一，所述的BDD電極在電解處理污水前，先在稀釋的硫酸溶液中以50-80mA/cm2電解20-40分鐘，使其極化。
作為較為優(yōu)選的方案之一，所述的電解后，BDD電極在濃H2SO4：濃HNO3為1-3：1的混合溶液中油浴加熱至100-150℃，加熱2-5h進行處理。
作為較為優(yōu)選的方案之一，所述的BDD電極的制備方法為：
S1：將鈦板放在襯底托上，然后調(diào)節(jié)高度使其與波導管在同一水平線上；
S2：通入氫氣，啟動真空泵，開啟微波電源，開啟反射設備，由H2將碳源、硼源帶入反應室中，開始沉積，沉積后得到BDD電極。
作為較為優(yōu)選的方案之一，所述的碳源為甲烷。
作為較為優(yōu)選的方案之一，所述的硼源通過硝酸鎳，硝酸鑭和對巰基對苯二甲酸反應得到對巰基對苯二甲酸-鎳/鑭配合物；再與乙烯硼酐吡啶絡合物進行巰基加成反應，再與硼酸三甲酯復配得到。
具體的，一種硼源的制備方法為：
B1：按重量份，選取15-30份的硝酸鎳，0.2-0.7份硝酸鑭和30-60份的對巰基對苯二甲酸，加入反應釜1中，再加入甲醇300-450份，在30-40℃下攪拌100-150min，蒸餾除去甲醇，得到對巰基對苯二甲酸-鎳/鑭配合物；
B2：稱取3-8份的乙烯硼酐吡啶絡合物加入反應釜中，再加入5-10份對巰基對苯二甲酸-鎳/鑭配合物，2-5份三乙胺，硼酸三甲酯30-50份，DMF100-150份，在55-65℃條件下攪拌100-150min，得到硼源。
作為較為優(yōu)選的方案之一，所述的碳源流速為1-3sccm，氫氣流速為100-300sccm。
作為較為優(yōu)選的方案之一，所述的壓強為5-7KPa，功率為380W，沉積時間為7-10h。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于：
1、本發(fā)明制備的BDD電極，具有較高的析氧電位，可以在反應中大量的產(chǎn)生羥基自由基、過氧化物、臭氧等強氧化性物質(zhì)，鎳、鑭雙金屬負載的硼摻雜BDD電極，其形貌能夠暴露更多的活性位點，有利于氨氧化反應的進行；高效降解水中的有毒物質(zhì)特別是難降解有機污染物，使其變?yōu)?/span>CO2，H2O等，無二次污染；
2、本發(fā)明制備的BDD電極，具有良好的吸附惰性，這使得電極表面產(chǎn)生的大量強氧化性物質(zhì)能夠快速傳質(zhì)到溶液中參與有機物的降解反應，具有較高的電流效率；
3、本發(fā)明制備的BDD電極，具有良好的電化學穩(wěn)定性和化學惰性，表面不易被玷污，而且可以通過高壓焚燒法去除表面附著的污染物而不影響電極本身的性質(zhì)，達到自清潔效果；因此，BDD電極可以長期使用無需更換。
（發(fā)明人：趙建軍;何家坤;金碧華;王律;師英東;梁翔）
