1.一種高效電化學氧化嵌套式多層管式反應器,其特征在于:該多層管式反應器裝置包括
多層管式鈦基二氧化鉛電極同軸固定在鈦板作陽極;相對應的多層不銹鋼管同軸固定在不銹鋼板作陰極,管式鈦基二氧化鉛電極與不銹鋼管同軸,所述的陽極與陰極卡合形成各層陰陽極間隔排列;其中,陰陽極之間設有直流電源;最外層陽極高于內部各層電極,所述的多層管式鈦基二氧化鉛電極為除最外層外各層的內外表面均電沉積有二氧化鉛;
還包括:設置在最外層陽極進水口、開口于陰極頂部的出水口以及連接在進水口的蠕動泵,且在陰陽極的卡合處設有密封結構。
2.根據(jù)權利要求1所述的高效嵌套式電化學氧化多層管式反應器,其特征在于,所述的陰極陽極的間距為0.8~1.2cm,由蠕動泵控制進水流速為80~150mL/min。
3.根據(jù)權利要求1所述的高效嵌套式電化學氧化多層管式反應器,其特征在于,多層陰極及陽極至少設置3層。
4.根據(jù)權利要求1所述的高效嵌套式電化學氧化多層管式反應器,其特征在于,所述的密封結構為密封膠、密封圈或法蘭。
5.根據(jù)權利要求1所述的高效嵌套式電化學氧化多層管式反應器,其特征在于,最外層的管式鈦基體比里層高0.5~1.0cm。
6.根據(jù)權利要求1所述的高效嵌套式電化學氧化多層管式反應器,其特征在于,所述的多層同心管式鈦基二氧化鉛電極的制備方法為:將二氧化鉛電沉積至管式鈦基的內外表面上;具體步驟如下:
步驟1-1:將不同管徑的管式鈦基體同軸固定同一件鈦板上,將不同管徑的不銹鋼管同軸固定同一件不銹鋼板上,將不銹鋼陰極組從上部插入鈦基陽極組內,使陰陽極交錯布置,進水口與水泵用導管連接
步驟1-2:進水口通入80~100℃、10~30%的草酸溶液進行預處理;
步驟1-3;進水口通入40~80℃電沉積液,開泵后,調節(jié)蠕動泵的流速為80~150mL/min,當電沉積液充滿反應器并開始循環(huán)后,打開電源開關,控制電流密度在10~20mA/cm2,待陽極表面均附著有α-二氧化鉛電極中間層后,將電流密度調整為40~90mA/cm2,待陽極表面形成深褐色β-二氧化鉛電極的表面層后,關閉電源結束電沉積。
7.一種陽極,其特征在于,所述的陽極采用電沉積在陽極雙側的二氧化鉛電極,該電極是通過如下方法制備的:
步驟1-1:將不同管徑的管式鈦基體同軸固定同一件鈦板上,將不同管徑的不銹鋼管同軸固定同一件不銹鋼板上,將不銹鋼陰極組從上部插入鈦基陽極組內,使陰陽極交錯布置,進水口與水泵用導管連接
步驟1-2:進水口通入80~100℃、10~30%的草酸溶液進行預處理;
步驟1-3;進水口通入40~80℃電沉積液,開泵后,調節(jié)蠕動泵的流速為80~150mL/min,當電沉積液充滿反應器并開始循環(huán)后,打開電源開關,控制電流密度在10~20mA/cm2,待陽極表面均附著有α-二氧化鉛電極中間層后,將電流密度調整為40~90mA/cm2,待陽極表面形成深褐色β-二氧化鉛電極的表面層后,關閉電源結束電沉積。
8.根據(jù)權利要求7所述的陽極,其特征在于,步驟1-2中,預處理為:通入草酸在陰陽極中間層流動,除去鈦基和不銹鋼表面的油污,并在鈦基表面刻蝕成灰色麻面鈦基體,持續(xù)1~3小時后;通入適量去離子水,清洗反應器內殘留的草酸,此過程重復1~3次。
9.根據(jù)權利要求7所述的陽極,其特征在于,步驟1-3中,所述的電沉積液由硝酸鉛、氟化鈉混合配制而成,其摩爾比為(1.6~7.5):1,并加入硝酸直至溶液pH至2~3即可。
10.根據(jù)權利要求7-9所述的陽極制備方法。