[发明专利]一种γ-Al2

说明书

本发明提供了一种γ‑Al₂O₃‑Ti‑(Ag/W)三维粒子电极的制备方法和应用，此方法选用γ‑Al₂O₃为前驱物载体，利用溶胶‑凝胶法和浸渍法，将Ti、Ag和W元素负载在载体上，利用程序升温的方式，将负载元素以金属氧化物薄膜的的形式粘接在载体上，制得新型粒子电极γ‑Al₂O₃‑Ti‑(Ag/W)，在三维微孔曝气反应器中(如图1、2)，降解煤化工废水。本发明三维粒子电极的制备方法简单，操作简便，催化活性高，三维反应器采用微孔曝气的方式处理煤化工废水，取得了高效降解污水的效果。

技术领域

本发明属于环保水处理领域，涉及一种γ-Al₂O₃-Ti-(Ag/W)三维粒子电极的制备方法和应用，具体涉及一种溶胶-凝胶法配合浸渍法合成γ-Al₂O₃-Ti-(Ag/W)三维粒子电极并在三维反应器内降解煤化工废水的方法。

背景技术

煤炭能源作为我国能源结构的重要组成，对于确保我国能源供应安全具有至关重要的作用。据报告显示，随着国内石油、天然气供应的日益紧张，国内化工行业出现了向煤化工倾斜的趋势。在煤炭加工利用过程中，需要使用大量水，同时也会产生数量惊人的废水，大量的煤化工废水又是高污染的废水，会对环境和生态造成严重破坏，也威胁到人们的饮用水安全。煤化工废水有机物含量高，而且很多有机物是难生物降解的，甚至其中许多污染物如氰化物、杂环化合物等对极不利于微生物存活，因此煤化工废水可生化性差，毒性大。此外，煤化工废水色度较高，原水颜色非常深，甚至发黑，即使出水色度也比较高，出水颜色较浅些，颜色以浅黄色。因此，煤化工废水是一种生化性较差、非常难处理、对环境危害较大的工业废水。目前，国内外煤化工废水处理主要为三级处理模式：一级物化预处理，二级为生化处理，三级采用物化深度处理。但是三级处理模式的处理流程和处理时间都偏长，并且处理费用相当昂贵。因此，如何快速、稳定、低能耗的处理煤化工废水，成为煤化工废水处理领域的热点和难点。

电化水处理技术因其具有多功能性、高度的灵活性、易于自动化、无二次污染等其它水处理技术无法比拟的优点,正成为国内外处理技术研究的热点课题,尤其对那些难于生化降解对人类健康危害极大的“三致”致癌、致畸、致突变有机污染物的去除具有很高的效率,并且又能节省大量的能源。因而,电化学水处理技术近年来已成为世界水处理技术相当活跃的研究领域,受到国内外的广泛关注。

三维电极(Three-dimensional electrode)是60年代末期由Backhurst J.R提出来的，又称为床电极(bed electrode)或粒子电极(particle electrode)。与二维降解体系相比，三维降解体系是在二维体系的阴阳极板间填充粒子颗粒，从而形成新的一极，即第三极的电化学反应器。由于填充了粒子颗粒，致使三维电极具有更大的比表面积，且粒子颗粒减短了电极板之间的距离，从而提高了传质过程，使得电流的利用效率得到提高，保证了三维电解技术对有机污染物的处理效果。三维电解的核心是粒子电极。因为三维电极不但可以利用阴极和阳极进行直接电催化，填充的粒子电极也可以对有机污染物进行降解。所以三维电解可以极大的提升电解效率，电流效率，降低反应能耗。目前，粒子电极材料多种多样，不同的基底材料又可以负载、掺杂多种元素。但是目前的电极材料存在以下问题：电极催化活性低、粒子电极的稳定性差、机械强度低等缺点。

发明内容

针对目前三维粒子电极存在的问题和缺陷，本发明提供了一种制备高活性离子电极的制备方法。

本发明的另一目的是提供按照该方法制备的γ-Al₂O₃-Ti-(Ag/W)三维粒子电极。

本发明的又一目的是提供该γ-Al₂O₃-Ti-(Ag/W)三维粒子电极在降解煤化工废水中的应用。

本发明的目的可通过如下技术方案实现：