[发明专利]一种高效废水处理电极材料的制备及其应用

说明书

本发明适用于电极材料制备和电催化废水处理技术领域，提供了一种亚硒酸盐改性的石墨电极材料的制备方法及其在废水处理中的应用，所述亚硒酸盐改性的石墨电极的制备方法包括以下步骤：将水热合成得到合成材料Co₁₂(OH)₂(SeO₃)₈(OH)₆纳米材料与定量的PTFE乳液混合，得到混合液涂敷在预处理过的石墨板上，煅烧后即可得到电极材料。将该电极应用于电化学高级氧化处理技术进行难降解有机染料废水的处理。通过在阴极原位快速还原氧气产生的过氧化氢快速分解为·OH和·O_2‑来降解有机污染物。本发明所公开的电极材料的合成具有工艺简单、能耗低可大规模制备的优点，在污水处理领域具有广泛工业化应用。

技术领域

本发明属于电极材料制备和电催化应用技术领域，具体涉及到一种高效废水处理电极材料的制备及其应用。

背景技术

过氧化氢是一种环境友好的氧化剂，其广泛应用于漂白、污水处理、地下水修复及化学物质合成等行业。目前，过氧化氢的合成主要以蒽醌法为主，通过对烷基蒽醌前驱体的氢化和氧化，来萃取回收过氧化氢。但该方法不环保，并且运输和储存过氧化氢的成本很高。相比蒽醌法，绿色环保、成本低、工艺简单的电化学合成过氧化氢受到广泛关注。

电化学合成过氧化氢的基本原理是通过2电子O₂电还原反应来合成过氧化氢，反应如下：

O₂+2H⁺+2e^-→H₂O₂

阴极是提高电化学合成过氧化氢的决定性因素。当前，碳基阴极材料的使用最为广泛，如石墨毡、碳毡、活性炭纤维、石墨板等。石墨具有良好的导电性与稳定性，并且造价低廉，来源广泛，但石墨作为阴极还原O₂产过氧化氢的活性较差。

目前，常通过对石墨进行改性来高效产过氧化氢，主要包括掺杂原子(O，N，S，P等)改性和外部疏水改性等。掺杂原子改性可增加石墨的电荷密度，使碳原子处在缺电的状态，导致电荷分布不均，来提高O₂还原的催化活性，但并没有改善石墨电极对O₂的吸附，导致O₂的利用率不高。外部疏水改性一般采用聚四氟乙烯(PTFE)在石墨表面进行涂覆，利用PTFE的疏水特性，提高了对O₂的吸附，进而高效产过氧化氢，但PTFE的涂覆增加了石墨的电阻，不利于电子的转移。

因此，亟需开发一种加速质子耦合电子转移、O₂利用率高、稳定高效产过氧化氢的新型石墨改性阴极。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种高效废水处理电极材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种高效废水处理电极材料的制备方法，其制备方法，特征在于包括以下步骤：

将亚硒酸盐溶液逐滴加入的钴盐溶液中磁力搅拌30min，用氨水调节pH，并搅拌均匀通过水热法合成得到合成材料Co₁₂(OH)₂(SeO₃)₈(OH)₆；