[发明专利]一种适用于处理浓盐水的电化学膜、制备方法及反应装置

权利要求书

1.一种电化学膜，其特征在于：其为环管状多孔陶瓷膜，包括TiO₂制成的基体管和覆于基体管表面及孔隙的Ti₄O₇和Ti₂O₃基混晶，其中，采用先将TiO₂陶瓷膜采用高温H₂还原，制得具有电化学反应活性的亚氧化钛多孔陶瓷膜，然后将亚氧化钛陶瓷膜在高氯酸钠溶液中进行短时间的阴极化处理制得所述电化学膜；上述高温H₂还原TiO₂陶瓷膜过程中，高温环境为900~1200℃，氢气流量为200~400 mL · min^-1，还原时间为4~10h；上述阴极化处理过程中，高氯酸钠溶液的浓度为0.2-3mol/L，电流密度为0.5-8 mA/cm²，处理时间为5-20min。

2.根据权利要求1所述的电化学膜，其特征在于：其长度为1~3 m，壁厚3~6mm，孔隙率为60%~80%，比表面积4~6 m² · g^-1。

3.一种制备权利要求1所述电化学膜的方法，其特征在于：

1）先将TiO₂陶瓷膜采用高温H₂还原，制得具有电化学反应活性的亚氧化钛多孔陶瓷膜；上述高温H₂还原TiO₂陶瓷膜过程中，高温环境为900~1200℃，氢气流量为200~400 mL ·min^-1，还原时间为4~10h；

2）然后将亚氧化钛陶瓷膜在高氯酸钠溶液中进行短时间的阴极化处理；上述阴极化处理过程中，高氯酸钠溶液的浓度为0.2-3mol/L，电流密度为0.5-8 mA/cm²，处理时间为5-20min。

4.一种适用于处理浓盐水的电化学膜反应装置，其特征在于：该反应装置包括电化学膜反应器堆、进水装置、供电装置、出水装置，电化学膜反应器堆由多个反应性电化学膜反应器组成；

其中，所述的反应性电化学膜反应器包括权利要求1所述的电化学膜，并以所述电化学膜为阳极。

5.根据权利要求4所述的电化学膜反应装置，其特征在于：所述装置内置不锈钢阴极，阴阳极分别与供电装置的正负极相连，并封装在环管状高硼硅玻璃容器中；所述的反应器进水装置设有动力泵、压力表、流量计，以控制进水的流速，进水口分多个支管，将污水注入每一根膜组件；所述的反应器出水装置是将陶瓷膜内通过flow-through方式的渗透出水进行收集，由多个支管最终流入一根主管进行排放。

6.根据权利要求5所述的反应装置，其特征在于：所述容器两端边缘切向方向设置有进水口和出水口，且两者反向平行。

7.根据权利要求4所述的反应装置，其特征在于：所述反应器堆包括10-100个反应性电化学膜反应器，多个反应器并联或串联或串并联连接。