公布日：2024.04.19
申请日：2024.01.05
分类号：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
本发明公开了一种BBD电极的高级氧化处理污水的方法，属于污水处理领域。本发明制备的BDD电极，具有较高的析氧电位，可以在反应中大量的产生羟基自由基、过氧化物、臭氧等强氧化性物质，镍、镧双金属负载的硼掺杂BDD电极，其形貌能够暴露更多的活性位点，有利于氨氧化反应的进行；高效降解水中的有毒物质特别是难降解有机污染物，使其变为CO2，H2O等，无二次污染；本发明制备的BDD电极，具有良好的电化学稳定性和化学惰性，表面不易被玷污，而且可以通过高压焚烧法去除表面附着的污染物而不影响电极本身的性质，达到自清洁效果；因此，BDD电极可以长期使用无需更换。
权利要求书
1.一种BBD电极的高级氧化处理污水的方法，其操作步骤为：污水储罐的污水经水泵、流量控制系统进入电解槽，电解槽连接直流电源，电解后的污水经冷却器冷却，不凝性气体排放，冷却后的污水经检测合格后排放。
2.根据权利要求1所述的一种BBD电极的高级氧化处理污水的方法，其特征在于：所述的电解槽由三块BDD电极组合而成，中间的双面的BDD薄膜将电解槽分成两个平行的槽子，BDD薄膜电极的一面做阳极一面做阴极；BDD薄膜的厚度为1-3μm，每块BDD薄膜的工作面积为60-80cm2；电极与电极之间用塑料隔板将其隔开，电极的距离为1-2mm；电流密度为30-60mA/cm2。
3.根据权利要求2所述的一种BBD电极的高级氧化处理污水的方法，其特征在于：所述的BDD电极为阳极，不锈钢作为阴极；电解液为道尔顿液压油与废机油乳化剂、十三醇聚氧乙烯醚按照体积比为7-10:1:1的比例进行混合后，再与水按照体积比为7-10:1进行混合；电解液中加入氯化钠作为电解质，加入量为2-6g/L。
4.根据权利要求2所述的一种BBD电极的高级氧化处理污水的方法，其特征在于：所述的BDD电极在电解处理污水前，先在稀释的硫酸溶液中以50-80mA/cm2电解20-40分钟，使其极化。
5.根据权利要求2所述的一种BBD电极的高级氧化处理污水的方法，其特征在于：所述的电解后，BDD电极在浓H2SO4：浓HNO3为1-3：1的混合溶液中油浴加热至100-150℃，加热2-5h进行处理。
6.根据权利要求2所述的一种BBD电极的高级氧化处理污水的方法，其特征在于：所述的BDD电极的制备方法为：S1：将钛板放在衬底托上，然后调节高度使其与波导管在同一水平线上；S2：通入氢气，启动真空泵，开启微波电源，开启反射设备，由H2将碳源、硼源带入反应室中，开始沉积，沉积后得到BDD电极。
7.根据权利要求6所述的一种BBD电极的高级氧化处理污水的方法，其特征在于：所述的碳源为甲烷。
8.根据权利要求6所述的一种BBD电极的高级氧化处理污水的方法，其特征在于：所述的硼源的制备方法为：B1：按重量份，选取15-30份的硝酸镍，0.2-0.7份硝酸镧和30-60份的对巯基对苯二甲酸，加入反应釜1中，再加入甲醇300-450份，在30-40℃下搅拌100-150min，蒸馏除去甲醇，得到对巯基对苯二甲酸-镍/镧配合物；B2：称取3-8份的乙烯硼酐吡啶络合物加入反应釜中，再加入5-10份对巯基对苯二甲酸-镍/镧配合物，2-5份三乙胺，硼酸三甲酯30-50份，DMF100-150份，在55-65℃条件下搅拌100-150min，得到硼源。
9.根据权利要求7所述的一种BBD电极的高级氧化处理污水的方法，其特征在于：所述的碳源流速为1-3sccm，氢气流速为100-300sccm。
10.根据权利要求2所述的一种BBD电极的高级氧化处理污水的方法，其特征在于：所述的压强为5-7KPa，功率为380W，沉积时间为7-10h。
发明内容
为了解决上述背景技术中的问题，本发明提供了一种BBD电极的高级氧化处理污水的方法，其操作步骤为：
污水储罐的污水经水泵、流量控制系统进入电解槽，电解槽连接直流电源，电解后的污水经冷却器冷却，不凝性气体排放，冷却后的污水经检测合格后排放。
作为较为优选的方案之一，所述的电解槽由三块BDD电极组合而成，中间的双面的BDD薄膜将电解槽分成两个平行的槽子，BDD薄膜电极的一面做阳极一面做阴极；BDD薄膜的厚度为1-3μm，每块BDD薄膜的工作面积为60-80cm2；电极与电极之间用塑料隔板将其隔开，电极的距离为1-2mm；电流密度为30-60mA/cm2。
作为较为优选的方案之一，所述的BDD电极为阳极，不锈钢作为阴极；电解液为道尔顿液压油与废机油乳化剂、十三醇聚氧乙烯醚按照体积比为7-10:1:1的比例进行混合后，再与水按照体积比为7-10:1进行混合；电解液中加入氯化钠作为电解质，加入量为2-6g/L。
作为较为优选的方案之一，所述的BDD电极在电解处理污水前，先在稀释的硫酸溶液中以50-80mA/cm2电解20-40分钟，使其极化。
作为较为优选的方案之一，所述的电解后，BDD电极在浓H2SO4：浓HNO3为1-3：1的混合溶液中油浴加热至100-150℃，加热2-5h进行处理。
作为较为优选的方案之一，所述的BDD电极的制备方法为：
S1：将钛板放在衬底托上，然后调节高度使其与波导管在同一水平线上；
S2：通入氢气，启动真空泵，开启微波电源，开启反射设备，由H2将碳源、硼源带入反应室中，开始沉积，沉积后得到BDD电极。
作为较为优选的方案之一，所述的碳源为甲烷。
作为较为优选的方案之一，所述的硼源通过硝酸镍，硝酸镧和对巯基对苯二甲酸反应得到对巯基对苯二甲酸-镍/镧配合物；再与乙烯硼酐吡啶络合物进行巯基加成反应，再与硼酸三甲酯复配得到。
具体的，一种硼源的制备方法为：
B1：按重量份，选取15-30份的硝酸镍，0.2-0.7份硝酸镧和30-60份的对巯基对苯二甲酸，加入反应釜1中，再加入甲醇300-450份，在30-40℃下搅拌100-150min，蒸馏除去甲醇，得到对巯基对苯二甲酸-镍/镧配合物；
B2：称取3-8份的乙烯硼酐吡啶络合物加入反应釜中，再加入5-10份对巯基对苯二甲酸-镍/镧配合物，2-5份三乙胺，硼酸三甲酯30-50份，DMF100-150份，在55-65℃条件下搅拌100-150min，得到硼源。
作为较为优选的方案之一，所述的碳源流速为1-3sccm，氢气流速为100-300sccm。
作为较为优选的方案之一，所述的压强为5-7KPa，功率为380W，沉积时间为7-10h。
本发明的技术效果在于：
1、本发明制备的BDD电极，具有较高的析氧电位，可以在反应中大量的产生羟基自由基、过氧化物、臭氧等强氧化性物质，镍、镧双金属负载的硼掺杂BDD电极，其形貌能够暴露更多的活性位点，有利于氨氧化反应的进行；高效降解水中的有毒物质特别是难降解有机污染物，使其变为CO2，H2O等，无二次污染；
2、本发明制备的BDD电极，具有良好的吸附惰性，这使得电极表面产生的大量强氧化性物质能够快速传质到溶液中参与有机物的降解反应，具有较高的电流效率；
3、本发明制备的BDD电极，具有良好的电化学稳定性和化学惰性，表面不易被玷污，而且可以通过高压焚烧法去除表面附着的污染物而不影响电极本身的性质，达到自清洁效果；因此，BDD电极可以长期使用无需更换。
（发明人：赵建军;何家坤;金碧华;王律;师英东;梁翔）
