[发明专利]一种多金属氧酸盐复合粒子电极及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种多金属氧酸盐复合粒子电极及其制备方法和应用，本发明催化剂的制备方法为：将PMO₁₂、铁盐和CH₃COOK溶于超纯水中，搅拌混合均匀形成溶液A；向溶液A中加入等体积的甲醇，再加入介孔二氧化钛分子筛，于1~60℃温度下搅拌反应12~72h，使铁盐与PMO₁₂反应形成FePMO₁₂活性成分并负载到介孔二氧化钛分子筛上，过滤，滤渣烘干，制得介孔二氧化钛分子筛负载FePMO₁₂材料，即为所述的多金属氧酸盐复合粒子电极。本发明提供的多金属氧酸盐复合粒子电极作为三维电极的粒子电极，使其具有较高的电催化性能、电流利用效率高和耐腐蚀等优点。

技术领域

本发明涉及一种多金属氧酸盐复合粒子电极及其制备方法和应用。

背景技术

Backhurst在1969年首次提出了三维电极（Three-dimensional electrode）的概念，三维电极又叫粒子电极（particle electrode），是一种在传统二维电解槽电极间装填粒状或其他形式工作电极材料的新型电化学反应器。通过外加电压使装填的工作材料表面带电，成为独立的电极（第三级），在每个工作材料表面发生电化学反应，形成无数个微型电解槽。因此三维电极相比于传统二维电极具有更大的比表面积，更高的电解槽面体比，可利用较低的电流密度提供较大的电流强度，微小的粒子间距提供更快的传质速度和反应速度，提高电流效率和时空效率，处理效果更好。

三维电极电催化氧化技术的核心是粒子电极材料，粒子电极的性能决定了电催化反应的处理效率及运行成本。传统电极材料的电催化效果差、氧化还原能力低，在实际废水处理应用中，使电流效率较低，稳定性差，同时材料的耐腐蚀性较差，导致电极寿命较短。因此，探索研究和制备一种新型的三维粒子电极材料是解决问题的关键。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多金属氧酸盐复合粒子电极及其制备方法和应用，本发明提供的多金属氧酸盐复合粒子电极作为三维电极的粒子电极，使其具有较高的电催化性能，良好的氧化还原能力，电流利用效率高，耐腐蚀等优点。

所述的一种多金属氧酸盐复合粒子电极的制备方法，其特征在于：将PMO₁₂、铁盐和CH₃COOK溶于超纯水中，搅拌混合均匀形成溶液A；向溶液A中加入等体积的甲醇，再加入介孔二氧化钛分子筛，于1~60℃温度下搅拌反应12~72h，使铁盐与PMO₁₂反应形成FePMO₁₂活性成分并负载到介孔二氧化钛分子筛上，过滤，滤渣烘干，制得介孔二氧化钛分子筛负载FePMO₁₂材料，即为所述的多金属氧酸盐复合粒子电极。

所述的一种多金属氧酸盐复合粒子电极的制备方法，其特征在于：所述铁盐为硝酸铁；配制形成的溶液A中，所述PMO₁₂和铁盐的摩尔比为1:1；所述CH₃COOK与PMO₁₂的摩尔比为0.1~2 : 1。

所述的一种多金属氧酸盐复合粒子电极的制备方法，其特征在于所述介孔二氧化钛分子筛的制备方法包括以下步骤：

1）钛源溶于超纯水中，配制得到钛溶胶溶液备用；以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为结构导向剂，将结构导向剂溶于超纯水中，配制得到模板剂溶胶溶液备用；

2）在搅拌条件下，将步骤1）所得模板剂溶胶溶液加入钛溶胶溶液中，于20~70℃温度下搅拌反应2~48h后，离心分离，所得固体用超纯水洗涤后烘干，即得介孔二氧化钛分子筛前驱体；

3）将步骤2）所得介孔二氧化钛分子筛前驱体置于马弗炉中，于空气气氛下进行焙烧，即可制得介孔二氧化钛分子筛。