一种生物炭自洁净析氯电极的制备方法和应用技术

技术编号：41819678 阅读：17 留言：0更新日期：2024-06-24 20:34

本发明专利技术公开了一种生物炭自洁净析氯电极的制备方法，将去离子水清洗后的生物质在惰性气氛、600℃~900℃下进行碳化，碳化产物粉碎过筛后制得生物炭粉；将生物炭粉、RuCl<subgt;3</subgt;·3H<subgt;2</subgt;O或H<subgt;2</subgt;IrCl<subgt;6</subgt;·6H<subgt;2</subgt;O添加到无水甲醇中，充分混匀，混合物在30℃~60℃下超声15min~60min，过滤，固体干燥；然后固体置于惰性气氛、500℃~800℃下处理30 min~60min后，研磨过筛，将筛分物、5%Nafion溶液添加到无水乙醇中，混匀，40℃~60℃下超声20min~50min，将混合液滴在压电陶瓷电极板表面，干燥即得；本发明专利技术有效解决了养殖废水处理的难题。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于能源与电化学，具体涉及一种生物炭自洁净析氯电极的制备与应用。

技术介绍

1、养殖废水中高含盐量一直是养殖污水处理领域的重要课题。随着养殖业的不断发展，大量的废水排放可能对环境产生严重影响。未经处理的废水直接排放到农田可能导致土壤空隙堵塞，造成土壤透气性和透水性的下降，甚至引发板结盐化，对土壤质量造成严重影响，进而导致农作物减产和死亡，因此，研发一种高效且环保的养殖污水处理技术成为当前养殖业环保治理研究的焦点。传统的养殖污水处理方法存在效率低、处理周期长等问题，因此迫切需要一种创新的方法来解决这些挑战。

2、中国专利申请cn113072138a公开了一种使用铱、钽、铑等贵金属制备倒极dsa电极，该专利技术虽然能够提升电极在频繁倒极使用下的寿命，但材料中使用较多含铱、铑等贵金属，电极成本很高。cn202023248883 .8提供了一种含盐废水零排放预处理系统及一种废水零排放系统，主要利用两个沉淀装置，达到减小含盐废水的硬度、碱度和硅含量的效果；cn201010111515 .0提供一种高含盐废水处理方法，通过使用钠离子交换器、使用弱酸离子交换器和反渗透装置等过滤高含盐废水，提高了水回收率；因此，寻求一种能够除盐效果好，能够稳定运行，价格实惠的电极至关重要。

技术实现思路

1、针对养殖场养殖污水成分复杂、含盐量高且处置困难的问题，本专利技术提供一种适用于养殖场养殖污水处理的生物炭自洁净析氯电极的制备方法，旨在降低能耗、改善环保性能以及提高生产效率等方面。p>

2、为了解决以上技术问题，本专利技术的技术方案为：

3、1、生物炭自洁净析氯电极是去离子水清洗后的生物质在惰性气氛、600℃~900℃下进行碳化，碳化产物粉碎过筛后制得生物炭粉；将生物炭粉、rucl3·3h2o或h2ircl6·6h2o添加到无水甲醇中，充分混匀，混合物在30℃~60℃下超声15min~60min，过滤，固体干燥；然后固体置于惰性气氛、500℃~800℃下处理30 min ~60min后，研磨过筛，将筛分物、5%nafion溶液添加到无水乙醇中，混匀，40℃~60℃下超声20min~50min，将混合液滴在压电陶瓷电极表面，干燥制得；

4、所述生物质选自小麦秸秆、稻草秸秆；生物炭粉、rucl3·3h2o或h2ircl6·6h2o的质量比为10~20:1。

5、所述筛分物在无水乙醇中质量体积浓度为1-10%，5% nafion溶液与无水乙醇的体积比为1:10~20。

6、2、上述方法制得的生物炭自洁净析氯电极应用在养殖场废水处理中；

7、将若干块生物炭自洁净析氯电极、若干块惰性电极板平行设置在废水槽内前后两侧，并与电源连接，电极之间间距为10cm~30cm。

8、废水处理中，对电极施加的电压为2v~4v，电流为10ka/m2~15ka/m2，运行温度为室温。对电极片施加15ka/m2~20ka/m2的脉冲电流10min~30min，可以除去析氯电极上负载的杂质，达到自洁净的效果。

9、本专利技术优点和技术效果如下：

10、本专利技术电极制备方法简单，原材料价格低，展现出大规模工业应用的潜力；本专利技术析氯电极经计算能够稳定运行超过30000小时；能够有效处理养殖污水中的盐、抗生素以及重金属；

11、本专利技术以商用压电陶瓷片为基底，在施加脉冲电流时可以产生振动，从而使得电极片具有自洁净功能；本专利技术使用生物炭作为金属负载位点，利用生物炭的多孔结构以及吸附特性，可以增强电极的析氯作用。

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【技术保护点】

1.一种生物炭自洁净析氯电极的制备方法，其特征在于：去离子水清洗后的生物质在惰性气氛、600℃~900℃下进行碳化，碳化产物粉碎过筛后制得生物炭粉；将生物炭粉、RuCl3·3H2O或H2IrCl6·6H2O添加到无水甲醇中，充分混匀，混合物在30℃~60℃下超声15min~60min，过滤，固体干燥；然后固体置于惰性气氛、500℃~800℃下处理30 min ~60min后，研磨过筛，将筛分物、5% Nafion溶液添加到无水乙醇中，混匀，40℃~60℃下超声20min~50min，将混合液滴在压电陶瓷电极板表面，干燥即得生物炭自洁净析氯电极。

2.根据权利要求1所述的生物炭自洁净析氯电极的制备方法，其特征在于：生物炭粉、RuCl3·3H2O或H2IrCl6·6H2O的质量比为10~20:1。

3.根据权利要求1所述的生物炭自洁净析氯电极的制备方法，其特征在于：筛分物在无水乙醇中质量体积浓度为1-10%，5% Nafion溶液与无水乙醇的体积比为1:10~20。

4.根据权利要求1所述的生物炭自洁净析氯电极的制备方法，其特征在于：生物质选自小麦秸秆、稻草秸秆。

5.权利要求1-4任一项所述的生物炭自洁净析氯电极的制备方法制得的生物炭自洁净析氯电极在养殖场废水处理中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种生物炭自洁净析氯电极的制备方法，其特征在于：去离子水清洗后的生物质在惰性气氛、600℃~900℃下进行碳化，碳化产物粉碎过筛后制得生物炭粉；将生物炭粉、rucl3·3h2o或h2ircl6·6h2o添加到无水甲醇中，充分混匀，混合物在30℃~60℃下超声15min~60min，过滤，固体干燥；然后固体置于惰性气氛、500℃~800℃下处理30 min ~60min后，研磨过筛，将筛分物、5% nafion溶液添加到无水乙醇中，混匀，40℃~60℃下超声20min~50min，将混合液滴在压电陶瓷电极板表面，干燥即得生物炭自洁净析氯电极。

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【专利技术属性】
技术研发人员：瞿广飞，张雲，任远川，施雨晨，王要泽，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：

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