[发明专利]用于三维电极的电极材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及电催化氧化领域，公开了一种制备用于三维电极的电极材料的方法，所述方法包括将氧化铝基体浸渍于含有金属离子的浸渍液中，浸渍完成后依次进行干燥和焙烧，其中，所述焙烧在惰性气氛保护下进行。采用本发明提供的方法制备获得的电极材料具有适用性高、稳定性好、催化活性高、单位化学需氧量耗能低、活性组分不易流失、连续使用寿命长等优点，而且该电极材料还能够多次再生重复使用，适用于大规模工业化生产和应用。

技术领域

本发明涉及电催化氧化技术领域，具体地，涉及用于三维电极的电极材料及其制备方法和应用。

背景技术

工业废水中包含放射性物质、酸碱物质和各种有机物，这些有害物质会污染土壤和水资源，会直接或者间接危害人体的健康。此外，工业用水和废水的大肆使用与排放，导致我国水资源浪费严重。在这样的背景下，工业污水处理再利用成为当前的主要问题。生物毒性的有机废水是工业废水的处理难点，传统的处理方法，如化学沉淀、生物法和芬顿法都不能满足处理的需要。

电催化氧化技术，由于其无二次污染、环境友好等诸多优点，在废水等领域受到广泛关注，尤其对于处理难生物降解的有机废水，在近些年来备受关注，从而逐渐发展起来，是一种前景的非常可观的水处理技术。在工业废水处理中，电催化氧化技术可以将难降解的有机物或生物毒性污染物转化为生物可降解或无毒的物质，而不需要添加其他试剂，从而提高废水的生物降解性，便于后续的生物处理。其机理主要是通过产生氧化性强的羟基自由基等活性基团(如双氧水和次氯酸离子等)来氧化降解废水中的污染物，处理时间短，操作方便。综上所述，电催化氧化法处理高浓度难生物降解工业废水是一种绿色高效的处理方法。

三维电极电催化氧化技术的核心是电极材料，三维电极的性能决定了电催化氧化的处理效率以及成本。传统的电极材料(一般为活性炭电极或者陶瓷电极)因具有较大的电阻和较低的电导率，以致其实际在处理废水的过程中，电流效率低，稳定性差，使用寿命短，电极材料制备工艺复杂，制备成本高。而较为常用的活性炭材料价格昂贵，功能单一，虽然处理效果较好，但限制了其在废水处理中的实际应用，因此，探索研究和制备一种新型的综合性能好的三维电极材料是目前电催化氧化技术的研究关键。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的三维电极电催化氧化技术中采用的电极材料使用稳定性差、寿命短、制备工艺复杂并且成本高的问题，提供一种用于三维电极电催化氧化的电极材料，该电极材料具有制备方法简单、价格低廉、适用性强且使用时稳定性好等特点。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种制备用于三维电极的电极材料的方法，所述方法包括将氧化铝基体浸渍于含有金属离子的浸渍液中，浸渍完成后依次进行干燥和焙烧，其中，所述焙烧在惰性气氛保护下进行。

本发明第二方面提供由上述方法制备获得的电极材料。

本发明第三方面提供如上所述的方法和电极材料在工业废水处理中的应用。

通过上述技术方案，本发明能够取得如下有益效果：

(1)本发明提供的电极材料适用性高、稳定性好、催化活性高、单位化学需氧量耗能低、活性组分(金属离子)不易流失、连续使用寿命长；

(2)本发明提供的电极材料可以进行多次活化重复使用，大大提高三维电极的总使用寿命；

(3)本发明提供的电极材料制备的三维电极特别适用于难生化降解的废水，处理后的废水达标或者可以达到可生化处理的标准；

(4)本发明提供的电极材料的制备方法简单，原料易得且价格低廉，适用于大规模工业化生产和应用。

附图说明

图1是采用实施例1-7中制备获得的电极与二维电极分别进行电催化氧化降解有机物COD_cr去除率的效果对比图；