[发明专利]一种无膜法电解水制氢-还原性废水降解耦合装置及工艺

权利要求书

1.一种无膜法电解水制氢-还原性废水降解耦合工艺，其特征在于，使用无膜法电解水制氢-还原性废水降解耦合装置，该装置包括箱体以及将箱体分隔成电解水制氢室(1)和废水降解耦合室(2)的活动隔板(3)，所述电解水制氢室(1)和废水降解耦合室(2)在活动隔板(3)的作用下处于连通或隔开两种状态；

所述电解水制氢室(1)内设置有与电源负极相连接的析氢电极(4)，所述废水降解耦合室内(2)设置有与电源正极相连接的氢氧化镍缓存电极(5)；所述氢氧化镍缓存电极(5)的数量为1个以上，彼此之间通过导线并联；

所述氢氧化镍缓存电极(5)的制备方法如下：

将0.01-5g的六水合硝酸镍溶解于20ml水中，0.005-0.5g的六水合硝酸钴溶解于20ml乙醇中，0.05-3g的2,5-二羟基对苯二甲酸溶解于20mlN，N-二甲基甲酰胺，然后将制得的溶液依次倒入反应釜中，并加入金属泡沫镍，100-140℃温度下反应15h-30h后冷却到室温，取出泡沫镍用去离子水清洗后真空干燥，然后放入浓度为1-12mol的KOH溶液中浸泡12-48h，取出清洗并真空干燥，即制得氢氧化镍缓存电极(5)；

该工艺包括如下步骤：

S1、打开活动隔板(3)使得电解水制氢室(1)和废水降解耦合室(2)连通，向箱体内通入0.1-6mol/L的KOH溶液，析氢电极(4)作为阴极、氢氧化镍缓存电极(5)作为阳极形成双电极体系，通入电流，收集箱体顶部的H₂，待氢氧化镍缓存电极(5)上有气泡产生即Ni(OH)₂完全转变为NiOOH，则反应结束，将KOH溶液排出；

S2、关闭活动隔板(3)使得电解水制氢室(1)和废水降解耦合室(2)隔开，向废水降解耦合室(2)内通入还原性废水，收集箱体顶部产生的气体，待氢氧化镍缓存电极(5)表面不再有气泡产生即NiOOH完全还原为Ni(OH)₂，则反应结束，排出降解后废水；所述的还原性废水中含有水合肼、次磷酸钠中的至少一种；

S3、向废水降解耦合室(2)内通入纯水清洗氢氧化镍缓存电极(5)，然后再排出洗水；

S4、重复S1-S3的步骤。

2.根据权利要求1所述的无膜法电解水制氢-还原性废水降解耦合工艺，其特征在于，所述废水降解耦合室(2)内设置有加热装置(6)。

3.根据权利要求1所述的无膜法电解水制氢-还原性废水降解耦合工艺，其特征在于，所述还原性废水中尿素的浓度为0.1-5mol/L。

4.根据权利要求1所述的无膜法电解水制氢-还原性废水降解耦合工艺，其特征在于，所述还原性废水中水合肼的浓度为0.01-0.1mol/L。

5.根据权利要求2所述的无膜法电解水制氢-还原性废水降解耦合工艺，其特征在于，步骤S3中通入还原性废水后，开启加热装置(6)使废水的温度升至90-95℃。