申请日2012.05.31
公开(公告)日2012.10.03
IPC分类号C02F1/461
摘要
本发明公开了一种Ce掺杂钛基SnO2电极的制备方法，包括以下步骤：1)将钛基体依次经过打磨、碱洗、酸洗进行预处理;2)将经过预处理的钛基体浸渍于涂液中，再进行热处理;其中，在所述的涂液中，溶质包括Sn、Sb、Ce的可溶盐，Sn、Sb、Ce三种元素的摩尔比为比80～100:4～10:0.5～2.0，Sn的浓度为0.2-0.6mol/L。采用本发明的方法处理甲硝唑废水，在电解过程不必添加额外化学试剂，不产生二次污染;阳极稳定，恒流模式下，槽电压基本不发生变化;制备涂液的溶剂为常见有机原料，价格便宜;涂液成分增加表面活性剂聚乙二醇，使涂液更均匀稳定;电极制作工艺简单，涂层能完全覆盖钛基体，有效阻止钝化层二氧化钛的生成;电解设备简单，工艺条件易控制，占地面积小，设备费用低。
权利要求书
1.一种Ce掺杂钛基SnO2电极的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将钛基体依次经过打磨、碱洗、酸洗进行预处理;
2)将经过预处理的钛基体浸渍于涂液中，再进行热处理;
其中，在所述的涂液中，溶质包括Sn、Sb、Ce的盐，Sn、Sb、Ce三种元素的摩尔比为比80～100:4～10:0.5～2.0，Sn的浓度为0.2～0.6mol/L。
2.根据权利要求1所述的一种Ce掺杂钛基SnO2电极的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述的碱洗是将钛基体置于煮沸的5～40wt%的无机碱溶液中1～2h。
3.根据权利要求1所述的一种稀土铈掺杂钛基二氧化锡电极的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述的酸洗是将钛基体置于10～30wt%的HF中蚀刻1～4min，然后再将钛基体置于10-20wt%的煮沸的H2C2O4中1～2h。
4.根据权利要求1所述的一种Ce掺杂钛基SnO2电极的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述的涂液中，溶剂由乙醇和冰醋酸混合制成，乙醇和冰醋酸的体积比10～6:1。
5.根据权利要求1所述的一种Ce掺杂钛基SnO2电极的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述的涂液还包括0.1～0.5wt%的聚乙二醇。
6.根据权利要求1所述的一种Ce掺杂钛基SnO2电极的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述的热处理为将经过浸渍的钛基体在100～120℃烘烤8～15min，然后于450～550℃下焙烧8～12min。
7.根据权利要求1所述的一种Ce掺杂钛基SnO2电极的制备方法，其特征在于：步骤2)中，钛基体经过的浸渍-热处理为循环操作处理，循环操作处理的次数为15～25次。
8.根据权利要求7所述的一种Ce掺杂钛基SnO2电极的制备方法，其特征在于：经过循环操作处理后，再将钛基体置于450～550℃中氧化1～2h，冷却至室温即可。
9.一种甲硝唑废水的处理方法，其特征在于：使用权利要求1所制备的Ce掺杂钛基SnO2电极作为阳极，钛板为阴极对甲硝唑废水进行电解处理，电解处理的条件为：电解质浓度为0.1～0.4mol/L、pH为3～9、电流密度为1.6～12.8mA/cm2。
10.根据权利要求9所述的一种甲硝唑废水的处理方法，其特征在于：所述的电解时间为120～240min。
说明书
一种Ce掺杂钛基SnO2电极的制备方法及甲硝唑废水的处理方法
技术领域
本发明涉及一种Ce掺杂钛基SnO2电极的制备方法及甲硝唑废水的处理方法。
背景技术
甲硝唑是主要的人工合成抗生素，具有广谱抗菌和高效抗原虫作用，是常用的临床药。我国甲硝唑原料药产量和使用量都很大， 2001年，全国共有甲硝唑批准文号1130个，到2006年，增加至1778个;对广州某医院抗生素药物用药调查分析，2007~2008年硝基咪唑类药物平均使用量占有9.85%的比重，仅次于头孢类和青霉素类。但甲硝唑生产过程废水量大，例如湖北罗田某化学原料厂甲硝唑废水日排放量在400–500m3。制药废水是一类高色度、难降解和生物毒性大的高浓度有机废水，严重危害了水体生态环境。此外，甲硝唑被人或家禽使用后，大约有75% – 90%的抗生素排除体外，导致其在各种环境介质中以微量污染物形式存在。甲硝唑废水不仅抑制了污水处理厂的微生物活性，影响整个污水处理效果，而且排入水体后，会通过生物富集作用进入人体，长期低浓度作用会对人体健康产生一定影响。甲硝唑很难直接进行生化处理，必须采取合适的方法对其进行预处理。
对于甲硝唑废水的处理技术主要有生物法、吸附法、臭氧氧化法、芬顿法和光催化法。其中生物法存在去除效率低、运行周期长的缺点;吸附法、臭氧氧化法、芬顿法等存在运行成本高，可能产生二次污染还需处理等问题;光催化氧化技术基建投资大，光利用率不高，难以工业化应用。因而，寻找一种实际操作可行、成本相对较低廉的工艺方法势在必行。
申请专利号为201110102987.4 的中国发明专利公开了“甲硝唑生产废水处理方法”，废水预处理采用电化学催化法处理，虽然生化性得到较大的提高，但是采用的粒子群和脉冲电化学二级电解装置结构复杂，电极容易堵塞，而且该装置在处理有机废水方面并不成熟。
发明内容
本发明的目的是提供一种Ce掺杂钛基SnO2电极的制备方法及甲硝唑废水的处理方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种Ce掺杂钛基SnO2电极的制备方法，包括以下步骤：
1)将钛基体依次经过打磨、碱洗、酸洗进行预处理;
2)将经过预处理的钛基体浸渍于涂液中，再进行热处理;
其中，在所述的涂液中，溶质包括Sn、Sb、Ce的可溶盐，Sn、Sb、Ce三种元素的摩尔比为比80～100:4～10:0.5～2.0，Sn的浓度为0.2～0.6mol/L。
步骤1)中，所述的碱洗是将钛基体置于煮沸的5～40wt%的无机碱溶液中1～2h。
步骤1)中，所述的酸洗是将钛基体置于10～30wt%的HF中蚀刻1～4min，然后再将钛基体置于10-20wt%的煮沸的H2C2O4中1～2h。
步骤2)中，所述的涂液中，溶剂由乙醇和冰醋酸混合制成，乙醇和冰醋酸的体积比10～6:1。
步骤2)中，所述的涂液还包括0.1～0.5wt%的聚乙二醇。
步骤2)中，所述的热处理为将经过浸渍的钛基体在100～120℃烘烤8～15min，然后于450～550℃下焙烧8～12min。
步骤2)中，钛基体经过的浸渍-热处理为循环操作处理，循环操作处理的次数为15～25次。
经过循环操作处理后，再将钛基体置于450～550℃中氧化1～2h，冷却至室温即可。
使用所制备的Ce掺杂钛基SnO2电极作为阳极，钛板为阴极对甲硝唑废水进行电解处理，电解处理的条件为：电解质浓度为0.1～0.4mol/L、pH为3～9、电流密度为1.6～12.8mA/cm2。
所述的电解时间为120～240min。
本发明的有益效果是：电解过程不必添加额外化学试剂，不产生二次污染;阳极稳定，恒流模式下，槽电压基本不发生变化;制备涂液的溶剂为常见有机原料，价格便宜;涂液成分增加表面活性剂聚乙二醇，使涂液更均匀稳定;电极制作工艺简单，涂层能完全覆盖钛基体，有效阻止钝化层二氧化钛的生成;电解设备简单，工艺条件易控制，占地面积小，设备费用低。
