[发明专利]一种高效节能控温水处理系统及其处理水的方法

权利要求书

1.一种高效节能控温水处理系统，其特征在于：包括水加压模块，颗粒过滤模块，电化学降解模块，微生物除盐模块、相变储热模块、冷凝回流模块、太阳能模块；

所述水加压模块出口连接至颗粒过滤模块，颗粒过滤模块出口连接至电化学降解模块，电化学降解模块出口连接至微生物除盐模块；

所述相变储热模块包含相变储热板，所述相变储热板作为电化学降解模块的墙体，维持电化学降解模块中的水温度为40℃-80℃，

所述太阳能模块包含太阳能发电模块；

所述冷凝回流模块设置于电化学降解模块的尾气出口，将尾气中的水蒸气和有机挥发物冷凝回流至电化学降解模块；

所述电化学降解模块由若干个处理单元组成，任意一个处理单元均包括阳极和阴极，所述阳极和阴极通过导线与直流电源连接，所述直流电源与太阳能发电模块连接；

所述阳极为硼掺杂金刚石电极，所述的硼掺杂金刚石电极包括衬底、电极工作层；所述电极工作层包裹在衬底表面，所述衬底为高比表面积多晶硅；所述电极工作层为硼掺杂金刚石层；所述高比表面积多晶硅是对多晶硅表面进行各向异性刻蚀或/和各向同性刻蚀得到；

所述硼掺杂金刚石层包括不同含硼量的硼掺杂金刚石高导电层、硼掺杂金刚石耐腐蚀层、硼掺杂金刚石强电催化活性层，所述硼掺杂金刚石高导电层、硼掺杂金刚石耐腐蚀层、硼掺杂金刚石强电催化活性层依次沉积在衬底表面;

所述硼掺杂金刚石高导电层中，按原子比计，B/C为20000-33333 ppm；所述硼掺杂金刚石耐腐蚀层中，按原子比计，B/C为0-10000 ppm；所述硼掺杂金刚石强电催化活性层中，按原子比计，B/C为10000-20000 ppm；

所述硼掺杂金刚石层的厚度为5μm -2mm，所述硼掺杂金刚石强电催化活性层占硼掺杂金刚石层厚度的40-60%；所述硼掺杂金刚石层表面分布有微孔和/或尖锥。

2.根据权利要求1所述的一种高效节能控温水处理系统，其特征在于：所述阳极和阴极由中心同轴但互不接触的圆柱状电极与圆筒状电极配合组成，或者由两组不同直径的同轴圆筒状电极阵列配合组成，或者由蜂窝煤结构和圆柱状阵列配合组成，或者由三维连续网络结构和二维连续网状结构配合组成，或者由二维封闭平板结构和二维连续网状结构配合组成。

3.根据权利要求1所述的一种高效节能控温水处理系统，其特征在于：所述的硼掺杂金刚石电极的制备方法如下：

步骤一，衬底的预处理

对多晶硅衬底材料表面进行各向异性刻蚀或/和各向同性刻蚀，得到高比表面积多晶硅；

步骤二、衬底表面种植籽晶处理

将步骤一所得高比表面积多晶硅，置于含纳米晶和/或微米晶金刚石混合颗粒的悬浊液中，超声处理，烘干；获得表面吸附纳米晶和/或微米晶金刚石的高比表面积多晶硅；

步骤三，硼掺杂金刚石层的沉积

将步骤二中所得高比表面积多晶硅置于化学气相沉积炉中，通入含碳气体，含硼气体；依次进行三段沉积，获得硼掺杂金刚石层，控制第一段沉积过程中，含硼气体占炉内全部气体质量流量百分比为0.03%-0.05%；控制第二段沉积过程中，含硼气体占炉内全部气体质量流量百分比为0%-0.015%；控制第三段沉积过程中，含硼气体占炉内全部气体质量流量百分比为0.015%-0.03%；

步骤四、高温处理

将已沉积硼掺杂金刚石层的高比表面积多晶硅进行热处理，所述热处理温度为400-1200℃，处理时间为5-110min；炉内压强为10Pa-10⁵Pa，热处理环境为含刻蚀性气氛环境。