【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废水资源化利用，具体涉及一种高析氧电位的催化阳极及其制备方法和应用。
技术介绍
1、近年来，国家大力推动生态文明建设，我国水生态环境日益好转，居民生活污水和易降解工业废水处理技术得到了广泛的推广使用。煤化工、石油、电力、造纸、印染等行业会产生高浓度含盐废水，这些行业废水产量大，污染物成分复杂，除了含有多环芳烃、酚类、多氯联苯、烷烃、脂类等有机污染物外，还含有大量可溶性无机盐，如c l-、so42-、ca2+等，水质复杂，ph变化大，可生化性差、毒性高。未经合适处理的高盐水会造成河湖水质矿化度提高，土壤盐渍化，危害水生态环境。目前，传统水处理技术处理此类高盐废水难度大，成本高，企业难以承受。因此，难降解高盐废水的处理处置已成为当前我国水环境治理领域最棘手、最现实的问题，受到了高度关注。废水资源化和能源化利用是当前水处理技术的发展方向，废水只是放错位置的资源。废水中含有的重金属和无机盐，通过回收或氧化处理成为宝贵的资源，同时获得再生水。而废水中蕴含的化学能可以通过污水处理新工艺、新技术等有效转化为电能再利用，废水资源化利用为高盐难降解废水的处置提供了解决思路。目前，我国废水资源化利用尚处于起步阶段，发展不充分，技术水平不高。在“双碳”的大背景下，废水资源化利用亟需新材料，新技术和新工艺的支撑。
2、现有技术中，高盐难降解废水的处理一般采用(1)生物法、(2)物理法和(3)化学法。其中，(1)生物法是当下最成熟的废水处理技术，经济高效，但对于bod/cod小于0.3的可生化性差的废水，采用生物法处理效果欠佳。
3、④电化学氧化法是通过外加电场作用下的电极反应来降解有机污染物，既可以直接降解污染物，也可以利用电极产生的强氧化性自由基对有机污染物进行间接降解，适用于高盐废水的处理。所需设备简单，占地小，无二次污染，是一种应用前景广阔的废水处理高级氧化技术，在造纸废水、印染废水、化工废水、制革废水、石油废水、焦化废水、垃圾渗滤液、膜浓缩液等领域均有应用。但当下电化学氧化法进行废水处理同样面临多种问题，首先是电极材料，活性电极虽然技术成熟，制备成本低，但电解时析氧反应严重，有机物去除速率缓慢，造成运行成本高。而非活性电极多为涂层电极，如sno2电极、pbo2电极和ti4o7电极虽然大幅提升了析氧过电位，但电极制备成本高，且电解时涂层不稳定，容易脱落，造成电极失效，需要及时更换，增加运行成本。此外，在电催化氧化体系中，阳极界面为强氧化性酸性环境，这对电极自身的稳定性要求极高。如pbo2电极容易发生pb4+的渗出导致二次污染，限制了其在水处理领域的应用。进一步的，除了电极材料的限制，电催化氧化系统的运行和优化也是电化学氧化技术节能降耗的关键。传统电催化氧化系统采用直流供电的模式，电极连续反应，电极界面污染物或离子浓度容易产生极化现象，导致电极副反应速率加剧。同时，电催化氧化系统运行过程中会产生大量的热能而损耗，不符合当下节能降碳的需求。由此可见，虽然电化学氧化法可在高盐环境中降解有机物，甚至也可处理一些生物法无法降解的有毒污染物，但目前的电氧化阳极材料的性能和电催化氧化系统的运行和优化方法尚无法满足工业需求，电极成本高、运行能耗高、技术要求高等“三高”特点与废水处理行业降碳减排的发展理念背道而驰，限制了电化学氧化法在废水处理领域的利用。
4、综上所述，优化电极材料和电催化氧化系统，降低投资、运行成本，是电化学氧化法在废水处理领域规模化应用的关键。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高析氧电位的催化阳极的制备方法，具体包括以下步骤：
2、s1取导电颗粒，干燥；取导电基底，先打磨粗糙，再依次使用碱性试剂和酸性试剂分别浸泡处理；
3、s2在石墨模具中，放置处理后的导电基底，再将干燥的导电颗粒均匀分布于导电基底表面，烧结；
4、s3将烧结后的材料置于硫酸溶液中进行电氧化，即得高析氧电位的催化阳极。
5、在一优选的实施方式中，步骤s1中，所述导电颗粒的形状包括但不限于球形颗粒、片状颗粒、多孔颗粒、和纤维状颗粒中的一种或多种，优选的，所述导电颗粒的形状为球形颗粒。
6、在一优选的实施方式中，步骤s1中，所述导电颗粒包括但不限于石墨炔颗粒、亚氧化钛颗粒、二氧化锡颗粒和二氧化铅颗粒中的一种或多种。
7、在一优选的实施方式中，步骤s1中，所述导电颗粒的粒径为500-1000目。
8、在一优选的实施方式中，步骤s1中，所述导电颗粒的电阻率为0.05-0.5ω·cm。
9、在一优选的实施方式中，步骤s1中，所述干燥方法可采用本领域技术人员所掌握的常规方法，达到干燥导电颗粒的目的即可，如在60-100℃的烘箱内干燥6-24小时。
10、在一优选的实施方式中，步骤s1中，所述导电基底材料包括但不限于钛、铝、钨中的一种或多种。
11、在一优选的实施方式中，步骤s1中，所述导电基底厚度为0.5-2mm。
12、在一优选的实施方式中，步骤s1中，所述打磨粗糙导电基底的方法包括使用砂纸打磨，优选的，所述砂纸目数为400-100目，更优选的，导电基底打磨后的粗糙度为50-100nm。
13、在一优选的实施方式中，步骤s1中，所述碱性试剂包括氢氧化钠溶液，优选的，所述氢氧化钠溶液的质量浓度为20-50％，所述碱性试剂浸泡处理条件为：浸泡温度60-90℃，浸泡时间10-30min。
14、在一优选的实施方式中，步骤s1中，所述酸性试剂包括草酸溶液，优选的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高析氧电位的催化阳极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述高析氧电位的催化阳极的制备方法，其特征在于，
3.如权利要求1所述高析氧电位的催化阳极的制备方法，其特征在于，
4.如权利要求1所述高析氧电位的催化阳极的制备方法，其特征在于，
5.如权利要求1所述高析氧电位的催化阳极的制备方法，其特征在于，
6.如权利要求1-5中任意一项所述方法制备得到的高析氧电位的催化阳极。
7.一种脉冲电催化耦合高级氧化的双能氧化系统，其特征在于，所述双能氧化系统采用循环流动式单槽电解池，内置阳极、阴极以及电极间填充的催化剂，所述阳极和阴极通过脉冲电源连接；
8.如权利要求7所述脉冲电催化耦合高级氧化的双能氧化系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.如权利要求8所述脉冲电催化耦合高级氧化的双能氧化系统的使用方法，其特征在于，所述供电时，脉冲电流为2-6A,脉冲电压为4-6V，供电时间为10-300s；所述断电时间为10-300s。
10.如权利要求8所述脉
...【技术特征摘要】
1.一种高析氧电位的催化阳极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述高析氧电位的催化阳极的制备方法，其特征在于，
3.如权利要求1所述高析氧电位的催化阳极的制备方法，其特征在于，
4.如权利要求1所述高析氧电位的催化阳极的制备方法，其特征在于，
5.如权利要求1所述高析氧电位的催化阳极的制备方法，其特征在于，
6.如权利要求1-5中任意一项所述方法制备得到的高析氧电位的催化阳极。
7.一种脉冲电催化耦合高级氧化的双能氧化系统，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵华章，周奕，徐毅，刘思彤，孙慧芳，王军，盖恒军，王占生，张小江，孙广东，彭建雄，黎泽华，赵长伟，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：
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