[发明专利]一种离子电极及其制备方法和高压脉冲三维电极反应器

权利要求书

1.一种离子电极，呈小球状，其特征在于，包括均匀混合的醋酸锌、无水乙醇、氢氧化钠、羧甲基纤维素钠、氧化亚铜和二氧化锰，所述醋酸锌、无水乙醇、氢氧化钠、羧甲基纤维素钠、氧化亚铜、二氧化锰的组分重量百分比为：醋酸锌20%～30%、无水乙醇10%～30%、氢氧化钠5%～10%，羧甲基纤维素钠10%～15%、氧化亚铜15%～20%、二氧化锰15%～20%；

其中，所述醋酸锌、无水乙醇、氢氧化钠采用溶胶—凝胶法混合如下：

A1、取20%～30%醋酸锌加入10%～30%无水乙醇中，搅拌至醋酸铜完全溶解；

A2、在搅拌状态下缓慢加入5%～10%氢氧化钠，生产透明溶胶，静置30min～60min；

A3、将溶胶在烘箱中60℃～180℃烘烤12h～24h，成为干燥凝胶；干燥凝胶磨成粉末后与所述羧甲基纤维素钠、氧化亚铜和二氧化锰混合并制球得离子电极。

2.如权利要求1所述的离子电极，其特征在于，所述离子电极的小球粒径大于等于4毫米、小于等于8毫米。

3.一种离子电极制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、取重量比20%～30%醋酸锌加入10%～30%无水乙醇中，搅拌至醋酸铜完全溶解；

S2、在搅拌状态下缓慢加入5%～10%氢氧化钠，生产透明溶胶，静置30min～60min；

S3、将溶胶在烘箱中60℃～180℃烘烤12h～24h，成为干燥凝胶；

S4、将干燥凝胶磨成粉末，与10%～15%羧羧甲基纤维素钠、15%～20%氧化亚铜、15%～20%二氧化锰混合均匀得到的混合粉料A，在混合粉料A中加入直径在0.2mm～3mm范围的粘土球芯并混合均匀，混合粉料A的重量百分比为50%～70%，粘土球芯的重量百分比为30%～50%，在不断喷入水雾的条件下旋转成球，成球直径4mm～8mm；

S5、将以上小球放入马弗炉中600℃～800℃煅烧2h～4h后，按如下程序降温：600℃～800℃保温1h～2h，400℃～600℃保温1h～2h，200℃～400℃保温1h～2h；

S6、将小球取出，自然冷却，得到离子电极。

4.一种高压脉冲三维电极反应器，其特征在于，包括反应器本体、设置在该反应器本体内相对两侧的主阳极和主阴极、分布于该反应器本体内的离子电极、设置于该反应器本体上部开口的布水器和连接该主阳极和主阴极的电源；

所述离子电极按如下方法制备而得：

S1、取重量比20%～30%醋酸锌加入10%～30%无水乙醇中，搅拌至醋酸铜完全溶解；

S2、在搅拌状态下缓慢加入5%～10%氢氧化钠，生产透明溶胶，静置30min～60min；

S3、将溶胶在烘箱中60℃～180℃烘烤12h～24h，成为干燥凝胶；

S4、将干燥凝胶磨成粉末，与10%～15%羧羧甲基纤维素钠、15%～20%氧化亚铜、15%～20%二氧化锰混合均匀得到的混合粉料A，在混合粉料A中加入直径在0.2mm～3mm范围的粘土球芯并混合均匀，混合粉料A的重量百分比为50%～70%，粘土球芯的重量百分比为30%～50%，在不断喷入水雾的条件下旋转成球，成球直径4mm～8mm；

S5、将以上小球放入马弗炉中600℃～800℃煅烧2h～4h后，按如下程序降温：600℃～800℃保温1h～2h，400℃～600℃保温1h～2h，200℃～400℃保温1h～2h；

S6、小球自然冷却，得到离子电极。

5.如权利要求4所述的高压脉冲三维电极反应器，其特征在于，所述电源为脉冲电源。

6.如权利要求5所述的高压脉冲三维电极反应器，其特征在于，所述脉冲电源电解电压为9V～15V，频率为3500Hz～5000Hz，占空比为30%～60%。

7.如权利要求4所述的高压脉冲三维电极反应器，其特征在于，所述主阳极包括钛基体、底层、中间层和表面层，底层为含铂和氧化钯合金层、镀银合金层、镀铅银合金层、钛钽氧化物层、锡锑化合物层中的一种，中间层为完全无畸变α-PbO2层，表面层为β-PbO2层。

8.如权利要求4至7之一所述的高压脉冲三维电极反应器，其特征在于，包括水泵和反应器本体出水口，该水泵出水口连接所述布水器进水口，该反应器本体出水口设置在所述反应器本体下部并配置阀门。