[发明专利]一种氮掺杂碳基催化电极氧化还原协同处理有机废水的方法

权利要求书

1.一种氮掺杂碳基催化电极氧化还原协同处理有机废水的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

采用氮掺杂碳基催化电极作为电极，将氧化剂溶液、有机废水和还原剂溶液分别置于独立的氧化剂室、有机废水室和还原剂室，所述氧化剂室内设置有第一氮掺杂碳基催化电极，所述有机废水室内设置有第二氮掺杂碳基催化电极和第三氮掺杂碳基催化电极，所述还原剂室内设置有第四氮掺杂碳基催化电极；所述第一氮掺杂碳基催化电极与第二氮掺杂碳基催化电极通过第一导线连接；所述第三氮掺杂碳基催化电极与第四氮掺杂碳基催化电极通过第二导线连接；所述氧化剂室和有机废水室通过第一盐桥连接；所述有机废水室和还原剂室通过第二盐桥连接，将氧化剂室和有机废水室构成第一原电池系统，有机废水室和还原剂室构成第二原电池系统，进行氧化还原协同处理有机废水；所述处理有机废水的过程中有机废水室采用转速为100~150 rpm磁力搅拌混合，有机废水的水力停留时间为20~120 min；

所述氧化剂溶液为过二硫酸盐溶液、过一硫酸盐溶液或双氧水中的任意一种或至少两种的组合；所述有机废水中的有机物为酚类和/或硝基芳香烃类；所述还原剂溶液为硫化物溶液和/或多硫化物溶液；

所述氧化剂溶液的浓度为1~100 mmol/L；所述有机物的浓度为0.1~20 μmol/L；所述还原剂溶液的浓度为1~50 mmol/L；所述氧化剂溶液、有机物废水、还原剂溶液三者的体积比为1:1:1~1:1:10；所述第一氮掺杂碳基催化电极、第二氮掺杂碳基催化电极、第三氮掺杂碳基催化电极和第四氮掺杂碳基催化电极各自独立地为氮掺杂碳粉改性碳布或氮掺杂碳粉辊压电极中的任意一种；所述第一氮掺杂碳基催化电极、第二氮掺杂碳基催化电极、第三氮掺杂碳基催化电极和第四氮掺杂碳基催化电极的比表面积均为400~900 m²/g，电阻率范围均为1~25 Ω·cm；

所述氮掺杂碳基催化电极的制备方法包括如下步骤：

（1）含氮单体在马弗炉中500 ℃煅烧2 h，得到黄色固体氮化碳；所述含氮单体包括二氢二胺、尿素或三聚氰胺中的任意一种；

（2）所述氮化碳与盐酸多巴胺按质量比2:1~1:2进行混合，用100 mL纯水进行分散，磁力搅拌4 h，离心，去掉上清液，于烘箱中80 ℃烘干得到黑色固体；

（3）所述黑色固体在管式炉中800 ℃煅烧2 h，冷却至室温，得到氮掺杂碳基催化电极。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化剂溶液为过二硫酸钠溶液。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机废水中的有机物为抗生素类和/或激素类。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还原剂溶液为多硫化钙溶液。