[发明专利]一种活化(Cu-Fe-Ce)/Al2

说明书

本发明公开了一种活化(Cu‑Fe‑Ce)/Al₂O₃的纳米粒子电极。通过浸渍法制备(Cu‑Fe‑Ce)/Al₂O₃的纳米粒子电极，然后用10％的硼氢化钠还原，使得活性Al₂O₃载体表面形成类原电池结构，在外加电场的作用下，加速电子转移和捕获，从而强化有机污染物在纳米粒子电极表面的催化氧化反应。该纳米粒子电极利用活性Al₂O₃高比表面积(280～360m²/g)，提高纳米粒子电极中活性组分的负载量，从而提高其催化氧化活性。本发明还公开了该纳米粒子电极的制备方法。

技术领域

本发明涉及电化学催化氧化技术领域，尤其涉及一种活化 (Cu-Fe-Ce)/Al₂O₃纳米粒子电极的制备及其应用。

背景技术

电镀是利用电化学的方法对金属和非金属表面进行装饰、防护及获得某些新的性质的一种工艺过程，为保证电镀产品的质量，使金属镀层具有平整光滑的良好外观并与基体牢固结合，必须在镀前把镀件表面上的污物(油、锈、氧化皮等)彻底清洗干净，并在镀后把镀件表面的附着液清洗干净。因此，一般电镀生产过程中必然排出大量的废水。电镀废水，尤其是综合电镀废水具有污染物种类多、成分复杂、毒性大以及危害严重的特点，其主要污染物是多种重金属离子、氰化物、废酸和废碱等。

近年来，随着人们对环境生活质量要求的日益提高以及国家对环保重视的力度不断加强，对电镀废水的处理及排放日趋严格，废水回收要求也逐渐提高，环保已成为电镀企业生存和发展的首要前提，国家通过出台一系列政策措施和管理办法，也表达了对电镀废水处理的决心。

传统电镀废水处理方法是：先加碱调节pH，形成重金属氢氧化物颗粒，然后投加聚合氯化铝、三氯化铁等絮凝剂，再投加聚丙烯酰胺等助凝剂，使其形成大的钒花，在沉淀池中进行泥水分离。有时沉淀池出水重金属仍不能达标，在出水中再添加硫化钠等试剂，然后再进行膜过滤。传统的处理工艺操作简单、对操作人员要求比较低，出水中的重金属含量基本可以达到 GB21900-2008表2标准。但这种工艺缺点也比较明显：占地面积大、药剂投加量大、污泥产量高、处理成本高。尤其是，传统工艺的处理效果不稳定，容易产生波动，时常有不达标的情况发生。

为了全面攻关电镀废水处理技术，根据化学处理方法研究，目前的水平难以稳定满足《电镀污染物排放标准 GB21900-2008》表3标准要求。即电絮凝技术电化学处理方法主要研究方向之一，仍面临的诸多瓶颈：一、由于原水成分复杂、污染物多，处理后的重金属含量难以稳定达到表3标准；二、由于不同重金属的原水混合，造成了水处理过程不稳定；三、随着处理时间的延长，电极板会产生极化和钝化现象，使处理的效能和稳定性受到严重影响。这些问题一直是电化学技术处理电镀废水遇到的技术瓶颈。

电化学催化氧化技术是一种新型的电化学水处理技术。而传统的电催化催化氧化技术存在两种缺陷：第一、当采用二维电极时，电流效率低、化学反应慢，电耗高，不适用于预算成本相对较低的电镀废水尾水处理；第二是现有的改进技术，一般是将阳极做成三维结构，从而提高反应的催化活性，但制造成本高，而且电极表面容易被污染物附着堵塞，导致催化活性失效。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种活化 (Cu-Fe-Ce)/Al₂O₃纳米粒子电极，其以浸渍-还原法制备，使得活性Al₂O₃载体表面形成类原电池结构，在外加电场的作用下，加速电子转移和捕获，从而强化有机污染物在纳米粒子电极表面的催化氧化反应。所述活化(Cu-Fe-Ce)/Al₂O₃纳米粒子电极作为纳米粒子电极，改性的钛板电极和改性的石墨电极分别作为阳极材料和阴极材料，以三维电极催化氧化技术处理电镀废水。