[发明专利]零价钴活性炭基催化颗粒电极的制备方法及应用

权利要求书

1.一种零价钴活性炭基催化颗粒电极的制备方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

(1)活性炭粉预处理：用水清洗活性炭粉，振荡、分离后烘干，冷却至室温；

(2)钴盐溶液的配制：将硝酸钴或硫酸钴溶解于水中，钴离子的摩尔浓度为0.3～0.7mol/L；

(3)催化剂负载：将(1)中的活性炭粉按质量体积比1g:5～8L浸渍在钴盐溶液(2)中，振荡、离心后烘干，冷却至室温；

(4)粘结剂制备：在水浴条件下将聚乙烯醇溶于水中，待聚乙烯醇完全溶解后，同时加入羧酸和催化剂，进行交联反应，冷却至室温；

(5)颗粒电极制备：将(3)中的活性炭粉与(4)中的粘结剂按质量体积比1g:1～2L混合均匀，造粒，烘干；

(6)焙烧活化：将(5)中所制备颗粒在N₂保护下，高温焙烧，冷却至室温。

2.根据权利要求1所述的一种零价钴活性炭基催化颗粒电极的制备方法，其特征在于，步骤(1)、(3)和(5)所述的烘干温度为100～105℃，烘干时间为24～48h。

3.根据权利要求1所述的一种零价钴活性炭基催化颗粒电极的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述的聚乙烯醇加入水中，质量浓度为8％～12％(m/v)；聚乙烯醇溶液溶解的水浴条件依次为：50～70℃下搅拌20～40min、75～85℃下搅拌25～35min、90～100℃下搅拌50～70min、50～70℃下搅拌20～40min；所述羧酸为质量浓度4～10％(m/v)的马来酸或柠檬酸；所述催化剂为浓硫酸、浓盐酸或浓磷酸；羧酸和催化剂加入聚乙烯醇溶液后，聚乙烯醇:羧酸:催化剂的溶液体积比为1:0.2～0.3:0.01～0.1；交联反应温度为50～70℃，反应时间为1～1.5h。

4.根据权利要求1所述的一种零价钴活性炭基催化颗粒电极的制备方法，其特征在于，步骤(6)所述焙烧温度为450～800℃，焙烧时间为1～6h。

5.一种如权利要求1～4任一项所述的制备方法所制备的零价钴活性炭基催化颗粒电极，其特征在于：颗粒电极平均粒径为2～7mm，负载零价钴质量占活性炭质量的8wt％～10wt％。

6.一种根据权利要求1-4任意一项所述方法制得的零价钴活性炭基催化颗粒电极对水中有毒有害有机物质降解去除的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，将颗粒电极填充于阴阳两块电极板之间，构成三维颗粒电极反应体系；所述阳极为钌钛电极(RuO₂/Ti)，阴极为钛电极。