本發(fā)明涉及一種活性炭負(fù)載型催化劑領(lǐng)域，且特別涉及一種Ru-Ti-AC催化材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，對(duì)水資源的需求量急劇增加，同時(shí)，水污染情形也越來(lái)越嚴(yán)重。在這樣的水環(huán)境情況下，人們對(duì)水污染處理技術(shù)的關(guān)注程度也越來(lái)越高，廢水中COD(Chemical Oxygen Demand，化學(xué)需氧量)、BOD(Biochemical Oxygen Demand，生化需氧量)、氮、磷、重金屬等污染物的去除技術(shù)得到了極大的發(fā)展，由于工業(yè)廢水中的氯離子不被微生物所利用，因此相關(guān)去除技術(shù)相對(duì)較少。我國(guó)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)》并未對(duì)氯化物排放進(jìn)行限定，大量的氯化物進(jìn)入環(huán)境，會(huì)對(duì)環(huán)境和生物造成嚴(yán)重的危害。目前，有關(guān)氯離子的來(lái)源、危害及現(xiàn)有處理方法大致如下：

1、氯離子的來(lái)源及危害：Cl^-可與Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺等陽(yáng)離子形成氯化物。地表水中氯化物的來(lái)源有自然源和人為源兩類，自然源主要有兩種：一是水源流過(guò)含氯化物地層，導(dǎo)致食鹽礦床和其他含氯沉積物溶解于水；二是接近海洋的河流或江水受到潮水和海水吹來(lái)的風(fēng)的影響，導(dǎo)致水中氯化物含量增加。人為源主要有采礦、石油化工、食品、冶金、制革(鞣革)、化學(xué)制藥、造紙、紡織、油漆、顏料和機(jī)械制造等行業(yè)所排放的工業(yè)廢水以及人類生活所產(chǎn)生的生活污水，其中工業(yè)排放的工業(yè)廢水是氯離子最主要來(lái)源。

工業(yè)廢水中氯化物含量一般較高，如泡菜行業(yè)腌漬廢水中氯離子濃度可達(dá)1153000mg/L，如不加控制直接排入水體，將會(huì)嚴(yán)重危害水環(huán)境、破壞水平衡，影響水質(zhì)，對(duì)漁業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)灌溉、淡水資源造成影響，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)廴镜叵滤鸵盟础．?dāng)水中氯化物含量過(guò)高時(shí)，會(huì)腐蝕金屬管道和構(gòu)筑物、妨礙植物生長(zhǎng)、影響土壤銅的活性、引起土壤鹽堿化、使人類及生物中毒。比如，當(dāng)飲用水中陽(yáng)離子為鎂，氯化物濃度為100mg/L時(shí)，即可使人中毒。

2、工業(yè)廢水中氯離子去除技術(shù)：氯離子是氯最為穩(wěn)定的形態(tài)，一方面，由于微生物不能利用Cl^-，所以不能通過(guò)生物法來(lái)去除Cl^-，并且廢水中一定含量的氯離子會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng)，阻礙生物法處理廢水效率，許多研究表明，當(dāng)廢水含鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)在3％以上時(shí)，廢水的生物處理效率明顯下降；另一方面，因?yàn)閺U水中的氯離子會(huì)對(duì)金屬產(chǎn)生腐蝕作用，因此廢水回用時(shí)必須去除過(guò)量的氯離子，達(dá)到循環(huán)水氯化物標(biāo)準(zhǔn)。

目前專門(mén)用來(lái)去除廢水中的氯離子使其達(dá)標(biāo)排放而研發(fā)的技術(shù)很少，根據(jù)以上分析，去除氯離子的目的大致有兩種：一是為了使廢水能滿足后續(xù)生物處理生物活性要求；二是為了達(dá)到廢水回用氯化物含量標(biāo)準(zhǔn)。去除氯離子的原理主要有兩種：一種是被其它陰離子替代；另一種是同其它陽(yáng)離子一起去除。根據(jù)性質(zhì)不同，目前常見(jiàn)的去除廢水中氯離子的方法可歸為四類：沉淀鹽方式、分離攔截方式、離子交換方式、氧化還原方式。由于實(shí)際含氯離子廢水的復(fù)雜性與多樣性，單純采用某一種處理方法很難達(dá)到預(yù)期目的，因此考慮將兩種或以上技術(shù)聯(lián)用來(lái)處理廢水，克服單一方法處理?xiàng)l件苛刻、成本高、效率低的缺陷，以實(shí)現(xiàn)高效、經(jīng)濟(jì)的目的，因此研究氯離子的去除技術(shù)對(duì)保護(hù)環(huán)境和生物都很有意義。

近年來(lái)，通過(guò)電化學(xué)方法去除氯離子的研究主要集中于電吸附技術(shù)(Electro-Sorption Technology，EST)，成為該領(lǐng)域的新熱點(diǎn)。但目前此技術(shù)還停留在實(shí)驗(yàn)室階段，很少工業(yè)化，主要是電吸附技術(shù)仍然存在一些局限性：①為保證電極有良好的導(dǎo)電性，電吸附技術(shù)所使用的電極都很薄，制成的電極厚度一般在1-4mm左右，工業(yè)化操作不方便；②用普通吸附材料制成電極時(shí)，吸附材料被做成一塊塊極板，總比表面積無(wú)法達(dá)到很大，吸附效果不明顯；③電極材料自身性能?chē)?yán)重影響電吸附技術(shù)效果，普通電極材料難以同時(shí)滿足高比表面積、高電導(dǎo)率、高性價(jià)比的要求；④目前電吸附技術(shù)所能處理的廢水中氯離子濃度遠(yuǎn)低于工業(yè)廢水中氯離子實(shí)際濃度，所以不能為工業(yè)化提供很好的技術(shù)支撐。

申請(qǐng)?zhí)枮?01610392863.7的發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種三維電極電吸附去除硫酸體系氯離子的方法和應(yīng)用，該方法是將鈦板作為陽(yáng)極，鉛板作為陰極，使用絕緣隔膜將陰極區(qū)與陽(yáng)極區(qū)隔離，并將活性炭填充于陽(yáng)極區(qū)，作為第三電極進(jìn)行陽(yáng)極極化，該第三電極的工作原理主要是利用活性炭的強(qiáng)吸附性能，以及電極傳遞的正電荷，即靠陽(yáng)極鈦板把正電荷傳遞到因水流觸碰到陽(yáng)極鈦板的活性炭上，使那些活性炭帶正電荷來(lái)電吸附去除氯離子。該發(fā)明存在以下缺陷：①該發(fā)明的整個(gè)陽(yáng)極沒(méi)有使用有效的氯離子氧化催化劑，通過(guò)其規(guī)定的電位1.0-1.4V(為了避免析氫)可看出，該發(fā)明并不是把氯離子電化學(xué)氧化成氯氣除掉，而僅僅是把氯離子通過(guò)正電荷和活性炭的吸附作用吸附濃縮到活性炭上，來(lái)實(shí)現(xiàn)去除氯離子的目的。然而，該方法并不是每顆活性炭的表面時(shí)時(shí)刻刻都觸碰到陽(yáng)極鈦板，也就是說(shuō)并不是每顆活性炭表面都帶正電荷，所以整個(gè)裝置的電吸附效率不是很高。而且，活性炭吸附能力有限，很容易飽和，因此它難以去除高濃度的氯離子廢水，通過(guò)實(shí)施例看出，其試驗(yàn)溶液的氯離子濃度只是1000mg/l，而且其電吸附時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，需要2小時(shí)才達(dá)到吸附穩(wěn)定，假若廢水氯離子濃度過(guò)大，使用該方法處理氯離子廢水時(shí)，必然會(huì)用到大量的活性炭，處理時(shí)間也會(huì)更長(zhǎng)。②金屬鈦在氯離子環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間通電工作易鈍化，表面電阻增大，電效率降低，這對(duì)電極表面?zhèn)鬟f正電荷都有很大影響。而且該發(fā)明的陽(yáng)極鈦板是一種板式電極，無(wú)論如何布置，該陽(yáng)極的表面積都會(huì)受到限制，其表面積不可能很大，陽(yáng)極電解效率不可能很高。上述缺陷均限制了該方法在實(shí)際處理廢水中的大規(guī)模應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種Ru-Ti-AC催化材料的制備方法，該方法工藝簡(jiǎn)單，操作方便，成本低。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種Ru-Ti-AC催化材料，可用于電催化降解氯離子廢水，無(wú)需再另外添加其他氧化劑，電解效率高，對(duì)氯離子降解率高，有利于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明提出一種Ru-Ti-AC催化材料，其采用以下原料制得，按重量份數(shù)計(jì)，原料包括：

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，活性炭的顆粒粒徑為5～100目。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，氯化釕中的釕與鈦酸丁酯中的鈦的總含量占活性碳總質(zhì)量的1％～30％。

一種Ru-Ti-AC催化材料的制備方法，其包括如下步驟：

按重量份數(shù)計(jì)，將14～663份活性炭用酸性水溶液浸泡40～45h，過(guò)濾得濾餅，將濾餅用水洗滌至pH值為6.5～8.5，將洗滌后的濾餅烘干，獲得預(yù)處理活性炭；

將預(yù)處理活性炭與溶劑、3～6.3份氯化釕、20～25.6份鈦酸丁酯、0.9～4.8份檸檬酸混合，攪拌均勻，得到混合反應(yīng)液，向混合反應(yīng)液中滴加堿性水溶液至pH值為6.5～8.5，再在92～95℃水浴條件下反應(yīng)0.5～0.8h，得到漿液；

將漿液在125～135℃恒溫油浴條件下蒸干，得固體，將固體烘干，得到活性炭固體；向活性炭固體中加入Na₂CO₃粉末，混合均勻，于750～850℃焙燒1.5～2.5h，冷卻即得。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，酸性水溶液為質(zhì)量濃度為15％～50％的磷酸水溶液。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，烘干濾餅的方法是置于60～90℃的干燥箱中進(jìn)行。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，堿性水溶液為水合肼。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，溶劑為水、醇、丙酮和乙酸乙酯中的一種。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，烘干固體的方法是置于105～115℃的干燥箱中進(jìn)行。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，Na₂CO₃粉末的加入量占活性炭固體質(zhì)量的12％～15％。

本發(fā)明實(shí)施例的Ru-Ti-AC催化材料及其制備方法的有益效果是：本發(fā)明實(shí)施例的制備方法是將活性炭用酸性水溶液浸泡40～45h，用水洗滌，烘干，獲得預(yù)處理活性炭；將預(yù)處理活性炭與氯化釕、鈦酸丁酯、檸檬酸、溶劑混合，攪拌均勻，得到混合反應(yīng)液，向混合反應(yīng)液中滴加堿性水溶液至pH值為6.5～8.5，再在92～95℃水浴條件下反應(yīng)0.5～0.8h，得到漿液；將漿液在125～135℃恒溫油浴條件下蒸干，得固體，烘干，得到活性炭固體；向活性炭固體中加入Na₂CO₃粉末，混合均勻，于750～850℃焙燒1.5～2.5h，冷卻即得，該制備方法工藝簡(jiǎn)單，操作方便，成本低，且制得的Ru-Ti-AC催化材料可用于電催化降解氯離子廢水，無(wú)需再另外添加其他氧化劑，電解效率高，對(duì)氯離子降解率高，有利于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為采用本發(fā)明實(shí)施例1中的電化學(xué)反應(yīng)器與采用普通電化學(xué)反應(yīng)器對(duì)氯離子的去除效率變化圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過(guò)市售購(gòu)買(mǎi)獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的Ru-Ti-AC催化材料及其制備方法進(jìn)行具體說(shuō)明。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種Ru-Ti-AC催化材料，其采用以下原料制得，按重量份數(shù)計(jì)，原料包括：14～663份活性炭；3～6.3份氯化釕；20～25.6份鈦酸丁酯；以及0.9～4.8份檸檬酸。

其中，活性炭的顆粒粒徑為5～100目，氯化釕、鈦酸丁酯、檸檬酸的摩爾比為1.5～3：6～7.5：0.5～2.5，氯化釕中的釕與鈦酸丁酯中的鈦的總含量占活性碳總質(zhì)量的1％～30％。

該Ru-Ti-AC催化材料是將Ru-Ti氧化物或氫氧化物摻雜到活性炭上，并作為催化材料的主要活性組分，這種活性炭負(fù)載型催化劑可大大提高催化活性。在同等條件下，該Ru-Ti-AC催化材料相比于傳統(tǒng)氯堿行業(yè)通過(guò)涂布的方式把RuO₂\TiO₂加工到鈦板陽(yáng)極極板上的催化材料，其催化效率提高15％～50％。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種Ru-Ti-AC催化材料的制備方法，其包括如下步驟：

S1、按重量份數(shù)計(jì)，將14～663份活性炭用酸性水溶液浸泡40～45h，活性炭?jī)?yōu)選的顆粒粒徑為5～100目，酸性水溶液優(yōu)選為質(zhì)量濃度為15％～50％的磷酸水溶液，過(guò)濾得濾餅；將濾餅用去離子水洗滌至pH值為6.5～8.5，優(yōu)選洗滌至洗后的洗滌液為中性；將洗滌后的濾餅置于60～90℃的干燥箱中烘干，獲得預(yù)處理活性炭，備用。

S2、將預(yù)處理活性炭與溶劑、3～6.3份氯化釕、20～25.6份鈦酸丁酯、0.9～4.8份檸檬酸混合，攪拌均勻，得到混合反應(yīng)液，其中，氯化釕中的釕與鈦酸丁酯中的鈦的總含量占活性炭總質(zhì)量的1％～30％，溶劑優(yōu)選為水、醇、丙酮和乙酸乙酯中的一種；向混合反應(yīng)液中逐滴滴加堿性水溶液，堿性水溶液優(yōu)選為水合肼，用于調(diào)節(jié)混合反應(yīng)液的pH值，直至pH值為6.5～8.5；再在92～95℃水浴條件下反應(yīng)0.5～0.8h，反應(yīng)結(jié)束，生成粘稠狀的漿液。

本實(shí)施例中，加入檸檬酸的主要作用是絡(luò)合金屬離子(主要是Ru離子和Ti離子)，然后在水合肼和攪拌作用下，生成質(zhì)地均勻的溶膠，并沉積到活性炭表面，從而使活性金屬離子負(fù)載到活性炭上，大大提高了金屬離子的負(fù)載率。

S3、將漿液在125～135℃恒溫油浴條件下蒸干，得固體，將固體置于105～115℃的干燥箱中烘干，得到活性炭固體，該活性炭固體中含有金屬釕鈦氧化物或金屬釕鈦氫氧化物。

S4、向活性炭固體中加入Na₂CO₃粉末，Na₂CO₃粉末的加入量占活性炭固體質(zhì)量的12％～15％，混合均勻，置于馬弗爐中于750～850℃下焙燒1.5～2.5h，在此過(guò)程中，由于Na₂CO₃粉末在高溫條件下會(huì)升華成氣體，因此可用水吸收該氣體，用于制工業(yè)磷酸或回收再利用；焙燒完畢后，冷卻，即得Ru-Ti-AC催化材料。

本實(shí)施例中，在含有金屬釕鈦氧化物或金屬釕鈦氫氧化物的活性炭固體中加入Na₂CO₃粉末、焙燒，由于Na₂CO₃粉末在高溫條件下粉末會(huì)升華為氣體，該氣體在高溫條件下膨脹并逸出時(shí)，會(huì)在活性炭固體內(nèi)產(chǎn)生許多細(xì)小的孔隙，從而增大了活性炭的比表面積和吸附能力。

綜上所述，本實(shí)施例的制備方法是將活性炭與氯化釕、鈦酸丁酯經(jīng)溶膠-凝膠后焙燒，形成固溶體結(jié)構(gòu)，該制備方法可以減少反應(yīng)過(guò)程中活性金屬組分的溶出量，并且其中含有多種活性金屬組分，其催化效果優(yōu)于單一組分金屬，因此，按照本制備方法制得的Ru-Ti-AC催化材料的催化效率得到很大提高。

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，并結(jié)合氯堿工業(yè)生成氯氣所需的陽(yáng)極條件，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種Ru-Ti-AC催化材料的應(yīng)用，具體是應(yīng)用于電化學(xué)反應(yīng)器中，具體將Ru-Ti-AC催化材料填充于塑料或難溶金屬制作的網(wǎng)狀籃或框里(如鈦籃)作為陽(yáng)極，用于電催化降解廢水中氯離子。

上述電化學(xué)反應(yīng)器中Ru-Ti-AC催化材料作為陽(yáng)極直接對(duì)電極上吸附的氯離子進(jìn)行催化，催化反應(yīng)方程式如下：

上述反應(yīng)方程式實(shí)際上是由在電解過(guò)程中陽(yáng)極表面產(chǎn)生的一系列反應(yīng)組成的，用XPS分析RuO₂和RuO₂-TiO₂表面發(fā)現(xiàn)RuO₃缺位結(jié)構(gòu)并發(fā)現(xiàn)表面有兩種類型的氯，一種為Cl^-離子，一種為Cl^·原子，反應(yīng)如下：

2Cl^-+RuO₃+→(RuO₂)2Cl^-_ads+3H₂O；

RuO₂+3H₂O→RuO₃+2H₃O⁺+2e^-；

或Cl^-+RuO₃→RuO₂ClO^-_ads；

隨后按ClO^-_ads+Cl^-_ads(或Cl^-_ag)+2H₃O+→Cl₂+3H₂O進(jìn)行反應(yīng)。

在整個(gè)電解過(guò)程中，Ru-Ti-AC催化材料制得的陽(yáng)極有以下兩方面作用：

一方面，通過(guò)大比表面積的Ru-Ti-AC催化材料的吸附性能和陽(yáng)極正電荷電場(chǎng)力的吸附作用，不斷地把廢水中的氯離子濃縮到陽(yáng)極上，同時(shí)，對(duì)氯離子進(jìn)行高效的電解氧化成氯氣，從廢水中分離出來(lái)。

另一方面，通過(guò)Ru-Ti-AC催化材料的催化作用，大大降低氯離子的氧化過(guò)電位，具體是：把陽(yáng)極上濃縮吸附過(guò)來(lái)的氯離子，又通過(guò)Ru-Ti-AC催化材料的催化作用而大大降低的氯離子過(guò)電位的作用，被陽(yáng)極氧化成氯氣，源源不斷地分離出去。

通過(guò)上述兩方面的作用，該電化學(xué)反應(yīng)器可以將濃度范圍很廣的氯離子廢水處理達(dá)標(biāo)。

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的特征和性能作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供一種Ru-Ti-AC催化材料，其按照以下方法制得：

S101、將顆粒粒徑為30目的活性炭用質(zhì)量濃度為40％的磷酸水溶液泡40h，過(guò)濾的濾餅；將濾餅用去離子水洗滌至洗后的洗滌液pH值為7；將洗滌后的濾餅在90℃的干燥箱中烘干，獲得預(yù)處理活性炭，備用。

S102、取20g預(yù)處理活性炭、40ml丁醇、2gRuCl_3`nH₂O(以100％RuCl₃計(jì))、7.6ml鈦酸丁酯與2.304g(40ml 0.3M)檸檬酸混合，攪拌均勻，得到混合反應(yīng)液，然后向混合反應(yīng)液中逐滴滴加水合肼，調(diào)節(jié)混合反應(yīng)液的pH值為6.5；再在92℃水浴條件下反應(yīng)0.8h，生成粘稠狀的漿液。

S103、將漿液在125℃恒溫油浴中蒸干得固體，將固體置于105℃的干燥箱中烘干，得到21.029g含Ru/Ti氧化物的活性炭固體。

S104、向活性炭固體中加入2.523g的Na₂CO₃粉末(加入量為活性炭固體質(zhì)量的12％)，混合均勻，置于馬弗爐中于750℃下焙燒2.5h，冷卻，得到Ru-Ti-AC催化材料。

采用本實(shí)施例制得的Ru-Ti-AC催化材料組裝電化學(xué)反應(yīng)器，應(yīng)用于電催化降解廢水中氯離子，具體應(yīng)用方法如下：

(1)組裝電化學(xué)反應(yīng)器：該電化學(xué)反應(yīng)器包括陽(yáng)極和陰極，其中，陽(yáng)極為鈦籃，里面填充有本實(shí)施例制得的Ru-Ti-AC催化材料，陽(yáng)極中間由碳棒引出導(dǎo)線，并連接至電源正極；陰極由鈦板制作而成，相鄰兩塊鈦板之間的間距為5cm，陰極由導(dǎo)線連接至電源負(fù)極。

(2)處理廢水：將某電廠產(chǎn)生的500ml脫硫廢水(Cl^-濃度為9500mg/L、SO₄^2-濃度為3200mg/L，偏堿性)引入上述電化學(xué)反應(yīng)器中，通過(guò)電化學(xué)工作站在陽(yáng)極和陰極之間施加恒定電流(電流密度約為800mA/dm²，電壓約2～3v)，并用磁力攪拌器輕微攪拌脫硫廢水，反應(yīng)60min，處理完畢后靜置，取上清液，使用離子色譜法對(duì)上清液進(jìn)行氯離子含量分析，測(cè)得上清液中的Cl^-濃度為460mg/L，說(shuō)明處理后的脫硫廢水的氯離子去除率達(dá)到了95.15％。

另外，采用普通電化學(xué)反應(yīng)器(陽(yáng)極為鈦板，其余的與上述電化學(xué)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)相同)，按照相同的工藝處理相同的脫硫廢水，分別記錄采用本實(shí)施例電化學(xué)反應(yīng)器與采用普通電化學(xué)反應(yīng)器對(duì)氯離子的去除效率，結(jié)果如圖1所示，其中，線A表示采用普通電化學(xué)反應(yīng)器對(duì)氯離子的去除效率，線B表示采用本實(shí)施例電化學(xué)反應(yīng)器對(duì)氯離子的去除效率。由圖可以看出，將本實(shí)施例的Ru-Ti-AC催化材料應(yīng)用于電催化降解廢水中氯離子的效率明顯高于普通電催化降解廢水中氯離子的效率，且將本實(shí)施例的Ru-Ti-AC催化材料應(yīng)用于電催化降解廢水中氯離子的去除率明顯高于普通電催化降解廢水中氯離子的去除率。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供一種Ru-Ti-AC催化材料，其按照以下方法制得：

S201、將顆粒粒徑為5目的活性炭用質(zhì)量濃度為15％的磷酸水溶液泡45h，過(guò)濾的濾餅；將濾餅用去離子水洗滌至洗后的洗滌液pH值為6.5；將洗滌后的濾餅在90℃的干燥箱中烘干，獲得預(yù)處理活性炭，備用。

S202、取20g預(yù)處理活性炭、40ml丁醇、2gRuCl_3`nH₂O(以100％RuCl₃計(jì))、7.6ml鈦酸丁酯與2.304g(40ml 0.3M)檸檬酸混合，攪拌均勻，得到混合反應(yīng)液，然后向混合反應(yīng)液中逐滴滴加水合肼，調(diào)節(jié)混合反應(yīng)液的pH值為7；再在95℃水浴條件下反應(yīng)0.8h，生成粘稠狀的漿液。

S203、將漿液在135℃恒溫油浴中蒸干得固體，將固體置于115℃的干燥箱中烘干，得到21.124g含Ru/Ti氧化物的活性炭固體。

S204、向活性炭固體中加入3.168g的Na₂CO₃粉末(加入量為活性炭固體質(zhì)量的15％)，混合均勻，置于馬弗爐中于850℃下焙燒1.5h，冷卻，得到Ru-Ti-AC催化材料。

采用本實(shí)施例制得的Ru-Ti-AC催化材料應(yīng)用于電催化降解廢水中氯離子，具體應(yīng)用方法如下：

(1)組裝電化學(xué)反應(yīng)器：該電化學(xué)反應(yīng)器的陽(yáng)極為塑料框，里面填充有本實(shí)施例制得的Ru-Ti-AC催化材料，陽(yáng)極中間由金屬引出導(dǎo)線，并連接至電源正極；陰極由不銹鋼網(wǎng)制作而成，相鄰兩塊不銹鋼板之間的間距為5cm，陰極由導(dǎo)線連接至電源負(fù)極。

(2)處理廢水：將某電廠產(chǎn)生的500ml脫硫廢水(Cl^-濃度為9500mg/L、SO₄^2-濃度為3200mg/L，偏堿性)引入上述電化學(xué)反應(yīng)器中，通過(guò)電化學(xué)工作站在陽(yáng)極和陰極之間施加恒定電流(電流密度約為800mA/dm²，電壓約2～3v)，并用磁力攪拌器輕微攪拌脫硫廢水，反應(yīng)60min，處理完畢后靜置，取上清液，使用離子色譜法對(duì)上清液進(jìn)行氯離子含量分析，測(cè)得上清液中的Cl^-濃度為450mg/L，說(shuō)明處理后的脫硫廢水的氯離子去除率達(dá)到了95.26％。

實(shí)施例3

本實(shí)施例提供一種Ru-Ti-AC催化材料，其按照以下方法制得：

S301、將顆粒粒徑為100目的活性炭用質(zhì)量濃度為40％的磷酸水溶液泡42h，過(guò)濾的濾餅；將濾餅用去離子水洗滌至洗后的洗滌液pH值為7；將洗滌后的濾餅在70℃的干燥箱中烘干，獲得預(yù)處理活性炭，備用。

S302、取20g預(yù)處理活性炭、40ml丁醇、2gRuCl_3`nH₂O(以100％RuCl₃計(jì))、7.6ml鈦酸丁酯與2.304g(40ml 0.3M)檸檬酸混合，攪拌均勻，得到混合反應(yīng)液，然后向混合反應(yīng)液中逐滴滴加水合肼，調(diào)節(jié)混合反應(yīng)液的pH值為7；再在93℃水浴條件下反應(yīng)0.6h，生成粘稠狀的漿液。

S303、將漿液在130℃恒溫油浴中蒸干得固體，將固體置于110℃的干燥箱中烘干，得到20.847g含Ru/Ti氧化物的活性炭固體。

S304、向活性炭固體中加入2.918g的Na₂CO₃粉末(加入量為活性炭固體質(zhì)量的14％)，混合均勻，置于馬弗爐中于800℃下焙燒2h，冷卻，得到Ru-Ti-AC催化材料。

采用本實(shí)施例制得的Ru-Ti-AC催化材料應(yīng)用于電催化降解廢水中氯離子，具體應(yīng)用方法如下：

(1)組裝電化學(xué)反應(yīng)器：該電化學(xué)反應(yīng)器包括陽(yáng)極和陰極，其中，陽(yáng)極為鈦籃，里面填充有本實(shí)施例制得的Ru-Ti-AC催化材料，陽(yáng)極中間由碳棒引出導(dǎo)線，并連接至電源正極；陰極由不銹鋼板制作而成，相鄰兩塊鉛板之間的間距為5cm，陰極由導(dǎo)線連接至電源負(fù)極。

(2)處理廢水：將某電廠產(chǎn)生的500ml脫硫廢水(Cl^-濃度為9500mg/L、SO₄^2-濃度為3200mg/L，偏堿性)引入上述電化學(xué)反應(yīng)器中，通過(guò)電化學(xué)工作站在陽(yáng)極和陰極之間施加恒定電流(電流密度約為800mA/dm²，電壓約2～3v)，并用磁力攪拌器輕微攪拌脫硫廢水，反應(yīng)60min，處理完畢后靜置，取上清液，使用離子色譜法對(duì)上清液進(jìn)行氯離子含量分析，測(cè)得上清液中的Cl^-濃度為300mg/L，說(shuō)明處理后的脫硫廢水的氯離子去除率達(dá)到了96.84％。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例的Ru-Ti-AC催化材料的制備方法工藝簡(jiǎn)單，操作方便，成本低；制得的Ru-Ti-AC催化材料可用于電催化降解氯離子廢水，無(wú)需再另外添加其他氧化劑，電解效率高，對(duì)氯離子降解率高，有利于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

以上所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。