[发明专利]一种高效苯酚废水降解用阳极材料的制备方法

说明书

本发明提供一种高效苯酚废水降解用阳极材料的制备方法，所述阳极材料的氧化铅与钛基材的结合力高，使用寿命长、稳定性好、电催化氧化活性高、阳极的析氧电位为1.81V，使用所述阳极进行苯酚废水降解100min后，苯酚的去除率为84.1，COD去除率为66.3%。

技术领域

本发明涉及一种高效阳极材料的制备方法，并将其用于电催化氧化去除水中有机污染物，属于电催化氧化处理工业废水技术领域。

技术背景

苯酚是重要的基本有机化工原料，随着工业经济的发展，特别是合成材料的品种和产量迅速扩大和增长，世界范围内苯酚的需求量和下游产品的开发持续升高，在药物合成、油漆、染料、炸药、防腐剂、煤气化，炼油、纤维、机械、管材等诸多行业中广泛地应用。由于工业门类、产品种类和工艺条件不同，废水组成及含酚浓度差别较大，特别是加工酚醛树脂的废水含有极高浓度的苯酚。

苯酚毒性过程为：在生物体内有氧代谢产生自由基，与细胞氧分子、脂质、蛋白质等相互作用，引起脂质过氧化反应，并对生物大分子造成损伤，同时这些氧自由基可以破坏调节细胞生长、增殖、分化的信号分子，引起 DNA 损伤，诱导细胞凋亡和致癌性突变。

苯酚废水经过优良的处理技术处理后，不仅能避免给环境带来的危害，还可实现苯酚的回收利用，主要包括物化法、生物法和高级氧化法。目前在实际处理中，常常将三者灵活地进行联合应用，可实现优势互补和协同促进，保持处理系统稳定工作，其中化学法主要有芬顿法、湿式催化氧化、超声波氧化法、光催化氧化、臭氧氧化、电催化氧化等。

电催化氧化法（ECO）是通过阳极反应产生·OH、O₃等氧化剂，可彻底分解有机物。该方法氧化能力强、处理量大、处理效率高、适用范围广，且设备简单、运行简易、安全可靠，有着良好的应用前景。但是因电催化氧化反应电流效率低、电极的寿命短，而使得其推广工业化应用受制约。目前 ECO 在国内外仍处于开拓性研究中，制备电催化活性高、导电性好、使用寿命长，成本低、易于加工的电极依旧是本领域技术人员的共同追求。

一般认为，电催化氧化反应包括在阳极发生的直接氧化和间接催化氧化共存的体系。直接氧化路径中，有机污染物先被吸附在阳极表面，通过电子转移在阳极氧化为脂肪醛、醇、酮、酸等，再进一步矿化降解，最终产物为 CO₂和H₂O，阳极材料先后经历了金属电极、石墨电极、金属氧化物电极三大时期，这也是电化学中的三大电极材料体系。金属氧化物电极克服了传统碳电极、铂电极、铅合金电极等不足，是目前电化学研究学者们关注的热点领域。通常以过渡金属为主，包括铂族金属氧化物、锡锑氧化物、二氧化铅、二氧化锰等电极。