[发明专利]一种阴/阳极原位产双氧水的电芬顿体系及其在强化有机污染物降解中的应用

权利要求书

1.一种阴/阳极原位产双氧水的电芬顿体系，其特征在于，包括有：Fe/C电芬顿阴极、TiO₂阳极、参比电极Ag/AgCl以及电解液；将三种电极插入电解液中，在恒电流情况下进行电解，即构成了阴/阳极原位产双氧水的电芬顿体系；

所述Fe/C电芬顿阴极的制备方法，包括以下步骤：将炭黑进行铁盐改性，得到改性炭黑；接着将改性的炭黑放入管式炉中高温处理，得到Fe/C混合材料，然后将Fe/C混合材料组装成电芬顿阴极材料。

2.根据权利要求1所述的阴/阳极原位产双氧水的电芬顿体系，其特征在于，改性炭黑的具体制备工艺为：将炭黑加入到铁盐溶液中，接着进行超声分散，在接着进行冷冻，冷冻后进行冷冻干燥，得到改性炭黑；其中：铁盐为硝酸铁、氯化铁和柠檬酸铁铵中的一种，铁盐浓度为0.5~2.0M；炭黑与铁盐溶液的质量体积比为(90~110)mg/(1~5)mL；冷冻时间为10~14h，冷冻干燥时间为24~50h。

3.根据权利要求1所述的阴/阳极原位产双氧水的电芬顿体系，其特征在于，所述高温处理：是在保护气氛下，以8~12℃/min速率升温到500~ 700℃，并进行保温1.0~3.0h，随后自然降温冷却，得到Fe/C混合材料；其中，保护气氛为氮气气氛。

4.根据权利要求1所述的阴/阳极原位产双氧水的电芬顿体系，其特征在于，Fe/C混合材料组装成电芬顿阴极材料的具体步骤为：将Fe/C混合材料加入到异丙醇中，接着加入Nafion溶液，然后进行超声分散，得到分散液，然后将分散液滴加在干燥后的碳毡正面和反面，风干后，得到阴极材料。

5.根据权利要求4所述的阴/阳极原位产双氧水的电芬顿体系，Fe/C混合材料在异丙醇中的浓度为20~80mg/mL，异丙醇与Nafion溶液的体积比为1000:30~50；超声分散时间为0.5~1.5h；碳毡正面和反面均按照每平方厘米滴加50~110μL分散液。

6.根据权利要求1所述的阴/阳极原位产双氧水的电芬顿体系，其特征在于，所述TiO₂阳极的制备方法，包括以下步骤：将TiO₂粉末加入到异丙醇中，接着加入Nafion溶液，然后进行超声分散，得到分散液，然后将分散液滴加在干燥后的碳毡正面和反面，风干后，得到阳极材料。

7.根据权利要求6所述的阴/阳极原位产双氧水的电芬顿体系，TiO₂粉末为商用的粉末，TiO₂粉末在异丙醇中的浓度为5~20mg/mL，异丙醇与Nafion溶液的体积比为1000:30~50；超声分散时间为0.5~1.5h；碳毡正面和反面均按照每平方厘米滴加50~110μL分散液。

8.根据权利要求1所述的阴/阳极原位产双氧水的电芬顿体系，其特征在于，所述的电解液为浓度为0.05~0.15M的Na₂SO₄溶液，并通过硫酸调节pH在3~9；所述Fe/C电芬顿阴极和TiO₂阳极的距离为2cm；电解前，先向电解液中通O₂ 10min，电解时，持续通O₂，并在工作电极上施加0.05~0.30A恒电流。

9.根据权利要求1~8中任意一项所述的阴/阳极原位产双氧水的电芬顿体系在强化有机污染物降解中的应用。