[发明专利]一种芬顿反应器及其制备工艺、应用

说明书

本发明涉及一种芬顿反应器及其制备工艺、应用，属于污水净化与废水资源化利用技术领域。制备工艺如下：1、制备Ag@ZOF催化剂；2、制备Ag@ZOF阴极；3、制备SnO₂‑CTAB颗粒；4、制备PbO₂/SnO₂阳极；5、以步骤2获得的Ag@ZOF为阴极，以步骤（4）获得的PbO₂/SnO₂为阳极电极，放入反应器中固定并用导线连接至外接电源，将作为牺牲阳极的铁片放入反应器中，阴极电极下面放入曝气泵来提供芬顿反应中所需要的氧气。本发明的Ag@ZOF催化阴极和SnO₂/PbO₂催化阳极通过合理使用催化剂并优化处理工艺，实现了四环素的有效去除，使难降解的四环素废水得到有效的处理和回收。

技术领域

本发明涉及一种芬顿反应器及其制备工艺、应用，属于污水净化与废水资源化利用技术领域。

背景技术

作为利用快速有效的去除有机物的高级氧化工艺技术，芬顿（Fenton）已成为最有前途的难降解有机物的废水处理方法，包括农药废水，抗生素废水，制药废水等等。人们现在使用了越来越多的四环素等药品，抗生素废水却是难降解的，所以降解抗生素废水成为人们越来越关注的环境问题。

传统的电Fenton在反应开始时投加Fe²⁺ .实验初期产生的H₂O₂含量较低。预添加的Fe²⁺与H₂O₂相比过量，会捕获生成的羟基自由基（·OH），降低污染物的处理效果。

尽管电芬顿作为一项有前途的技术取得了长足的进步，性能得到了很大的提升，但由于结构因素的限制，其产生过氧化氢含量少，污染降解反应效率低的缺点仍有待解决。尽管许多学者对芬顿的性能和结构进行了优化，但这些问题仍然严重限制了系统的应用。为了提高污染物降解效率，改变阴极阳极的催化性能已成为最佳方法，但是该方法目前尚未有公开报道。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的不足之处，提供一种感应电芬顿处理四环素废水的有效反应装置，本发明的Ag@ZOF催化阴极和SnO₂/PbO₂催化阳极通过合理使用催化剂并优化处理工艺，实现了四环素的有效去除，使难降解的四环素废水得到有效的处理和回收。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的目的之一是提供一种芬顿反应器的制备工艺，其特殊之处在于包括以下步骤：

（1）制备Ag@ZOF催化剂：将硝酸锌与硫酸银加入到甲醇中进行超声处理，获得溶液A；将二甲基咪唑在甲醇中磁力搅拌，获得溶液B；将溶液A缓慢滴加至溶液B中，并不断搅拌，获得Ag@ZOF催化剂；

（2）制备Ag@ZOF阴极：去除不锈钢网表面杂质，使催化剂更加利于附着，然后将不锈钢网浸于步骤（1）所得的Ag@ZOF催化剂中，使Ag@ZOF附着于不锈钢网表面；

（3）制备SnO₂-CTAB颗粒：用水热合成法制备SnO₂-CTAB颗粒；

（4）制备PbO₂/SnO₂阳极：将SnO₂-CTAB颗粒与Pb(NO₃)₂加入水中搅拌，并加入硝酸、氟化钠来制备电解液，通过电沉积法将PbO₂/SnO₂颗粒附着于钛网表面；

（5）以步骤（2）获得的Ag@ZOF为阴极，以步骤（4）获得的PbO₂/SnO₂为阳极电极，放入反应器中固定并用导线连接至外接电源，将作为牺牲阳极的铁片放入反应器中，阴极电极下面放入曝气泵来提供芬顿反应中所需要的氧气。