[发明专利]一种纳米管状氧化钛-氧化锡-氧化钌复合涂层催化降解有机污染物的方法

说明书

本发明涉及一种纳米管状氧化钛‑氧化锡‑氧化钌复合涂层催化降解有机污染物的方法，通过对钛基材料进行预处理后，再依次进行阳极氧化，水热处理，钌盐热处理，得到纳米管状氧化钛‑氧化锡‑氧化钌复合涂层降解电解电极；利用该降解电解电极组装降解电解槽对有机污染物进行氧化电解降解，该方法降解效果较好，有望在水处理领域尤其是针对有机污染物的水处理领域得到广泛应用。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种纳米管状氧化钛-氧化锡-氧化钌复合涂层催化降解有机污染物的方法。

背景技术

一段时间以来，我国经济和工业迅猛发展，与此同时带来的是生态环境受到的严重的损害。各式各样的有机染料、除草剂、抗生素和消毒剂等的使用，导致生态环境中积聚了大量有毒有害以及难降解污染物，其中以水质污染尤为严重。各方面的污染对人类健康和生态系统的稳态造成了严重损害，逐渐严峻的环境形势不断挑战着人类健康和自然环境的底线。

传统的污水处理技术，如生物法、物理法等均难以达到处理的要求，只有使用具有更强氧化能力的氧化体系才能彻底去除此类污染物。

新型的污水处理技术，如电解法、氧化法等均取得了较好的降解处理效果，而尤其以氧化法的处理效果最佳，但由于氧化物易造成水体的二次污染而难以广泛应用，但电解法却无法完全达到氧化法的处理效果，因此发明一种新的有机污染物处理降解方法势在必行。

氧化电位水是一种由酸性氧化电位水生成器产生的具有高氧化还原电位(ORP)，低pH值、含低浓度的有效氯(30-70mg/L)的水，该水具有较强的氧化能力。

发明内容

本发明是为了解决现有技术应用中的问题，提供一种纳米管状氧化钛-氧化锡-氧化钌复合涂层催化降解有机污染物的方法，通过钛基材料表面构建复合涂层电极，组装高密度离子隔膜的组合电解处理降解槽，制备氧化电位水的同时利用电解和氧化电位水的氧化能力二者相结合的方式达到对有机污染物的双效降解。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

包括如下步骤：

1)材料预处理：将钛基材料进行预处理得到钛基材料A；

2)阳极氧化：将步骤1)预处理过的钛基材料A作为阳极，铂片作为阴极，在电解液中进行电解处理，在钛基材料表面生成二氧化钛纳米管阵列；电解完成后，清洗烘干得到具有纳米管状二氧化钛涂层的钛基材料B；

3)水热处理：将步骤2)得到的钛基材料B浸没于含有锡源的水热溶液中，通过水热处理在钛基材料B的二氧化钛涂层外表面生长二氧化锡纳米棒状结构，烘干后得到具有氧化钛-氧化锡复合涂层的钛基材料C；

4)钌盐热处理：将步骤3)得到的钛基材料C表面浸润钌溶液，然后依次进行烘干和热处理，得到具有纳米管状氧化钛-氧化锡-氧化钌复合涂层的钛基材料D；

5)组装降解电解槽：采用步骤4)中得到的钛基材料D作为降解电解槽阴阳极，并将电解槽阴阳极与电解电源相连接，在电解槽中央固定放置阳离子交换膜；向电解槽阳极侧加入含有机污染物的电解液A，电解槽阴极侧加入电解液B；

6)降解有机污染物：接通电解电源开关进行反应，完成催化降解有机污染物。

进一步地，所述的步骤1)中，钛基材料为TC4钛合金、TA2工业纯钛或TA3工业纯钛；预处理是经过砂纸打磨、清洗和烘干。

进一步地，所用的砂纸为100～1000目。

进一步地，所述的步骤2)中，电解液是乙二醇和NH₄F溶液混合融于水中形成的，乙二醇和水的体积比为(1～2)：1，电解液中NH₄F浓度为0.05～1.25mol/L，电解温度为25～80℃。