申请日2014.12.18
公开(公告)日2015.04.29
IPC分类号C02F1/467
摘要
本发明提供一种用于污水深度处理的多孔PbO2电极的制备方法，其特征在于，在包含0.45～0.90M/L铅盐、4.0～24.0mM/L氟化钠、1.3～23.0mM/L铈盐的电镀液中，并用酸调节pH值至1.2～1.8，以Ti/SnO2-Sb电极作为基体电极，以Ti为阴极，在两个电极之间间距为15～30mm、电流密度为100～200A/m2下进行电沉积。通过本发明制备得到的多孔PbO2电极，这些孔结构可以有效阻止PbO2层的连续分布，释放PbO2层的内应力，提高了电极的稳定性。
摘要附图
权利要求书
1.一种用于污水深度处理的多孔PbO2电极的制备方法，其特征 在于，在包含0.45～0.90M/L铅盐、4.0～24.0mM/L氟化钠、1.3～23.0 mM/L铈盐的电镀液中，并调节pH值至1.2～1.8，以Ti/SnO2-Sb电极 作为基体电极，以Ti为阴极，在两个电极之间间距为15～30mm、电 极电位为2.4V vs SCE、电流密度为100～200A/m2下进行电沉积。
2.根据权利要求1所述的多孔PbO2电极的制备方法，其特征在于， 所述铅盐选自由硝酸铅、硫酸铅、醋酸铅组成的群组。
3.根据权利要求2所述的多孔PbO2电极的制备方法，其特征在于， 所述锆盐选自由硝酸锆、硫酸锆、醋酸锆组成的群组，且与所述铅盐 相对。
4.根据权利要求1所述的多孔PbO2电极的制备方法，其特征在于， 所述电镀液包含0.6M/L硝酸铅、4.8mM/L氟化钠、1.6mM/L硝酸铈。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的多孔PbO2电极的制备方法， 其特征在于，所述pH值调节为1.4。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的多孔PbO2电极的制备方法， 其特征在于，以Ti/SnO2-Sb电极作为基体电极，以Ti为阴极，在两个 电极之间间距为20mm。
7.根据权利要求1所述的多孔PbO2电极的制备方法，其特征在于， 所述电极电位为2.4V vs SCE、电流密度为200A/m2下进行电沉积。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的多孔PbO2电极的制备方法， 其特征在于，PbO2电极的多孔结构采用气泡模板法制备，控制阳极极 板的极化电位为1.5V vs SCE。
9.根据权利要求1～7中任一项所述的多孔PbO2电极的制备方法， 其特征在于，制备得到的PbO2晶体直径小于500nm。
10.一种采用权利要求1～9中任一项所述的制备方法制备得到的多 孔PbO2电极。
11.根据权利要求10所述的多孔PbO2电极，其特征在于，所述多 孔PbO2电极的孔直径大小为20μm～60μm。
12.一种污水深度处理方法，其特征在于，使用权利要求10或11 所述的多孔PbO2电极进行。
说明书
用于污水深度处理的多孔PbO2电极的制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于污水深度处理的多孔PbO2电极的制备方法，特别是，对含全氟辛酸有机工业废水深度处理的多孔PbO2电极的制备方法，属于电化学技术领域。
背景介绍
全氟辛酸(PFOA，C7F15COOH)作为表面活性剂、防污剂、添加剂、泡沫灭火剂、高分子乳化剂和杀虫剂等，其生产和使用已经超过五十年。全氟辛酸作为全氟化合物(PFCs)在环境中的主要归宿之一，其稳定的化学性质、不易挥发以及不能被生态系统降解的特性使其广泛存在于自然水体、沉积物、动物以及人体内，严重威胁着生态环境和人体健康。目前，全球性全氟辛酸污染及其对人体健康的影响已经引起了各国政府和科学界的高度关注，2000年6月美国环保局(USEPA)开始注意到全氟辛酸可能的危害，提出低水平全氟辛酸及其盐暴露可能对人体健康有害，全氟辛酸会长时间残留于人体内，因此根据“美国有毒物质控制法”，全氟辛酸于2003年被列于禁用化学品目录清单，2009年12月30日，USEPA发布了首个“化学品行动计划”，将对包括全氟辛酸在内的长链全氟化合物引起的健康和环境问题予以处理。另外，欧盟于2006年12月27日在欧洲议会和部长理事会联合发布了《关于限制全氟辛烷磺酸销售及使用的指用》，怀疑全氟辛酸及其盐也存在类似于全氟辛烷磺酸的风险水平，并承诺到2010年将全氟辛酸的排放及其在产品中的含量减少95%，到2015年将其完全消除。
至今，尚无采用电化学对水中全氟辛酸进行高效矿化净化技术的报导。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于污水深度处理的多孔PbO2电极的制备方法，在包含0.45～0.90M/L铅盐、4.0～24.0mM/L氟化钠、1.3～23.0mM/L铈盐的电镀液中，并调节pH值至1.2～1.8，以Ti/SnO2-Sb电极作为基体电极，以Ti为阴极，在两个电极之间间距为15～30mm、电极电位为2.4V vs SCE、电流密度为100～200A/m2下进行电沉积。
本发明所述的多孔PbO2电极的制备方法，所述铅盐选自由硝酸铅、硫酸铅、醋酸铅组成的群组。
本发明所述的多孔PbO2电极的制备方法，所述锆盐选自由硝酸锆、硫酸锆、醋酸锆组成的群组，且与所述铅盐相对。
本发明所述的多孔PbO2电极的制备方法，所述电镀液包含0.6M/L硝酸铅、4.8mM/L氟化钠、1.6mM/L硝酸铈。
本发明所述的多孔PbO2电极的制备方法，所述pH值调节为1.4。
本发明所述的多孔PbO2电极的制备方法，以Ti/SnO2-Sb电极作为基体电极，以Ti为阴极，在两个电极之间间距为20mm。
本发明所述的多孔PbO2电极的制备方法，所述电极电位为2.4V vsSCE、电流密度为200A/m2下进行电沉积。
本发明所述的多孔PbO2电极的制备方法，PbO2电极的多孔结构采用气泡模板法制备，控制阳极极板的极化电位为1.5V vs SCE。
本发明所述的多孔PbO2电极的制备方法，其特征在于，制备得到的PbO2晶体直径小于500nm。
本发明还提供一种通过所述的制备方法制备得到的多孔PbO2电极。
本发明所述的多孔PbO2电极，所述多孔PbO2电极的孔直径大小为20μm～60μm。
本发明所述的多孔PbO2电极，在2A/cm2、1mol/L、50℃的条件下进行强化寿命测试的结果大于10000h，镀层消耗速度小于4mg·(kA·h)-1。
本发明进一步提供一种污水深度处理方法，使用本发明所述的多孔PbO2电极进行。
本发明的优点在于：通过本发明制备得到的多孔PbO2电极，这些孔结构可以有效阻止PbO2层的连续分布，释放PbO2层的内应力，因而提高了电极的稳定性;另一方面，这些孔结构也会增加电极的粗糙度及表面积，有利于提高电极的催化性能。通过本发明制备得到的多孔PbO2电极，可在高电流密度(不大于200A/cm2)下稳定运行，电极在酸性溶液中工作时显示了良好的耐腐蚀性及超长的使用寿命。并且，本发明由于采用电化学氧化法，具有工艺流程简单，操作方便，反应条件温和，处理效果良好并且稳定可靠，易于实现工业化应用。
