[发明专利]一种高岭土基三维粒子电极的制备方法

说明书

本发明公开了一种高岭土基三维粒子电极的制备方法，包括以下步骤：(1)研磨：将高岭土和黑藻磨碎至粉末状，干燥至恒重；(2)混合成型：将七水合硫酸亚铁和五水合硫酸铜溶解于水中，得到混合液，将高岭土粉末和黑藻粉末放入混合液中，进行等体积浸渍吸附1‑3h，使其能混合均匀后制成粒径为3‑5mm的小球；(3)干燥：将小球进行干燥处理；(4)煅烧：将小球进行煅烧即可得到高岭土基粒子电极。本发明方法制备得到的高岭土基粒子电极，且具有多孔结构的高岭土为载体，黑藻作为成孔剂，将Fe和Cu双金属催化剂负载到高岭土粒子电极上，该负载型粒子电极能为反应提供均相Fe²⁺和Cu²⁺催化剂和非均相Fenton催化剂，对染料废水的降解效果好、能够重复利用。

技术领域

本发明涉及环境保护与治理领域，特别涉及一种高岭土基三维粒子电极的制备方法。

背景技术

染料广泛应用于日常生活中，尤其在印染、印刷、纺织和化妆品等行业。染料废水因污染物组分复杂、色度深、难降解且毒性高等特点，如果不经过处理直接排放，会对人体和水生生物造成严重的危害。目前传统的水处理工艺对染料废水难以取得理想效果。因此，有必要对该类物质的处理技术进行研究。

电化学作为一种绿色水处理技术，在难降解有机污染物控制方面应用广泛。其中，三维电极是在传统二维电极的两电极间装填粒状或其他碎屑状电极材料，形成许多的微电解池，在工作电极材料表面发生电化学反应。与二维电极相比，三维电极的面体比大幅度增加，粒子间距减小，传质效果得以改善。但作为电化学技术，其能耗较一般高级氧化技术仍较高，在实际应用方面，提高电流效率，降低处理费用，使其能广泛应用于废水处理。

电Fenton技术是利用电化学在反应体系中产生H₂O₂，从而发生Fenton反应对有机物进行氧化的方法，但传统的电Fenton法因存在难控制亚铁盐的投加量及pH应用范围窄等不足。目前基于引入其它过渡金属如Cu盐，可以促进芬顿反应的进行和提高pH的适用范围。但是，传统电Fenton技术反应结束后会产生大量铁泥及催化剂不能循环使用等缺点，使其应用受到限制。

三维电极/电Fenton技术将三维电极法和Fenton法有机耦合，将芬顿催化剂负载于粒子电极上，既可作为非均相Fenton催化剂同时也作为粒子电极，在同一反应器内同时进行三维电极电催化和Fenton反应，兼具两者的反应优势，形成协同效应，克服了传统电芬顿法的电极表面积小、难回收、传质效果差和pH适用范围较窄等缺点，极大地提高了电流效率和单位时空产率。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高岭土基三维粒子电极的制备方法，制备得到的粒子电极可作为非均相Fenton催化剂且同时能作为三维电极，使其具有催化活性高、pH适用范围广及可重复使用等优点。

为实现上述目的，本发明提供了一种高岭土基三维粒子电极的制备方法，包括以下步骤：

(1)研磨：将高岭土和黑藻磨碎至粉末状，然后干燥至恒重；

(2)混合成型：将七水合硫酸亚铁和五水合硫酸铜溶解于水中，得到混合液，将所述步骤(1)制得的高岭土粉末和黑藻粉末放入混合液中，进行等体积浸渍吸附1-3h，使其能混合均匀后制成粒径为3-5mm的小球；

(3)干燥：将经所述步骤(2)制备的小球进行干燥处理；

(4)煅烧：将经所述步骤(3)烘干的小球进行煅烧即可得到高岭土基粒子电极。

优选地，上述技术方案中，所述步骤(1)中干燥的温度为80-120℃。