[发明专利]一种悬浮式铁碳微电解填料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于负载铁碳微电解填料的悬浮载体，其特征在于，包括：

上半部，为由若干沿周向间隔分布的片状结构组成的圆锥体；

下半部，包括旋转体和分布于旋转体表面的若干叶片；

连接部，连接所述上半部和下半部；

顶盖，呈伞状结构并位于所述上半部的顶部，所述顶盖与连接部之间通过加强筋连接。

2.根据权利要求1所述的悬浮载体，其特征在于，所述悬浮载体的重心和浮心位于同一条铅直线上；所述悬浮载体的重心位于下半部。

3.根据权利要求1所述的悬浮载体，其特征在于，所述旋转体为中空圆柱体；所述叶片在中空圆柱体表面沿轴向延伸并沿周向间隔分布；所有叶片沿轴向的外边缘与旋转体外表面之间的垂直距离自旋转体底部向连接部方向逐步增大；所有叶片向同一方向以相同角度呈螺旋状偏转。

4.根据权利要求1所述的悬浮载体，其特征在于，所有叶片在靠近旋转体底部处均开设过水孔。

5.根据权利要求1所述的悬浮载体，其特征在于，所述连接部为呈莱洛三角形状的连接板；所述片状结构固定于该连接板的顶面；所述连接板的几何中心处设置通孔；所述顶盖通过加强筋与连接部的三角处连接。

6.一种悬浮式铁碳微电解填料，包括悬浮载体和负载在悬浮载体表面的铁碳微电解层，其特征在于，所述悬浮载体为如权利要求1～5任一项权利要求所述的悬浮载体。

7.一种悬浮式铁碳微电解填料的制备方法，其特征在于，包括：

(1)原料混合：将海绵铁粉、石墨烯粉、催化剂、造孔剂分别过筛，再按预设比例取用并加水混合均匀，混合过程中进行超声强化促进各组分的均匀分布，得到初始原料a；

(2)原料球磨：将初始原料a进行球磨得到粒径≤100μm的初始原料b；

(3)静电喷涂：对如权利要求1～5任一项权利要求所述悬浮载体进行预处理使其具有导电性能，再将得到的初始原料b通过静电喷涂方式包覆整个悬浮载体骨架，在悬浮载体表面形成厚度为3～5mm的铁碳微电解涂层；

(4)填料烧结：将成型后的填料置于管式炉中在无氧氛围下进行高温烧结，自然冷却至室温后进行浸泡清洗，备用。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，

步骤(1)中：制备所述初始原料a的过程中，各组分的配比为：海绵铁粉50～60份、石墨烯粉25～30份、催化剂6～8份、造孔剂9～12份；

步骤(3)中：所述预处理为：先在悬浮载体表面喷涂一层UV底漆，干化后再用真空溅镀的方式在表面镀一层金属层；

步骤(4)中：高温烧结时管式炉升温采取逐步升温的方式，升温速率为15℃/min，在700～950℃温度条件下烧结4～5h。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述载体由纤维素纳米纤维板制成；悬浮载体负载铁碳微电解层后的整体密度为0.96～0.98g/cm³。

10.如权利要求6所述悬浮式铁碳微电解填料或由权利要求7～9任一项权利要求所述制备方法制备得到的悬浮式铁碳微电解填料在废水净化中的应用。