1.本发明属于电催化氧化电极技术领域，具体涉及一种电催化氧化颗粒电极的制备方法。
背景技术：
2.电催化氧化是指有机污染物在电极上发生直接电化学反应或利用电极表面产生强氧化活性物质使污染物产生氧化还原转化。直接电化学反应机理是以水通过电化学作用而产生羟基自由基，羟基自由基是水体中存在的氧化剂中最强的，能氧化水中绝大部分的有机物及无机污染物，将其氧化成二氧化碳和水等无害物质;而利用电极表面产生强氧化活性物质如次氯酸盐/芬顿试剂等，这些氧化剂具有极强的氧化性，污染物在溶液中被这些氧化剂氧化为水和二氧化碳。因此电催化氧化可有效去除废水中含有的有机污染物，是一种新型的环境安全的处理方法。
3.电催化氧化技术中，电极是电催化氧化技术的关键。在有机类污水处理技术中，较为有效的电极为钛基铂族金属及其氧化物电极、钛基锡锑氧化物电极、钛基二氧化铅电极等不溶电极，其作用机理是利用表面涂层的导电性及其较高的析氧电位，在电流作用下，电极表面极易产生羟基自由基，进而去除废水中含有的有机污染物。钛基二氧化铅电极作为以上材料中最廉价，且析氧电位较高的一种材料目前被广泛应用。
4.电催化氧化电极目前市场上的产品均为平板二维电极。在大规模污水处理工艺流程中，存在单位槽体处理量小，电流效率低等缺点，尤其是在废水的电导率低时，需要加入额外的电解质才能正常工作，从而导致建设和处理成本居高不下，进而使电催化氧化技术在污水处理领域内的应用受到严重限制。
5.结合电催化氧化电极的作用机理，发现将二氧化铅与某种载体结合，并通过载体对水中污染物的富集机理，在使二氧化铅在电流作用下产生羟基自由基的同时，又能提高其工作效率。
6.因此研究和探索一种将二氧化铅与活性炭载体结合的生产工艺技术，既能使产出的产品达到污水处理的预期效果，又能符合大规模工业化生产的要求，对于推广电催化氧化技术和提高经济效益具有十分重要的意义。
技术实现要素：
7.本发明的目的就是为了发明创造一种生产工艺技术，以活性炭为载体，将二氧化铅负载到载体上，生产出新的颗粒电极。生产出的电催化氧化电极产品利用活性炭对水中有机污染物的吸附作用，将水中的有机污染物富集到活性炭周围，同时活性炭上负载的二氧化铅在电流作用下，通过电催化氧化反应机理将有机污染物氧化分解，达到污水处理的相关目标。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电催化氧化颗粒电极的制备方法，包括以下步骤：
水洗：由于活性炭生产及运输过程中，表面会附着一些炭粉，为了提高二氧化铅负载率，在浸渍反应前，先将活性炭水洗，去除表面附着的炭粉及灰尘；酸洗：活性炭因生产原料的不同，有些种类的活性炭会在内部孔径中吸附硫及硫化物，为了提高负载率及负载强度，在活性炭参与浸渍反应前，用10%—20%盐酸溶液浸泡6—12小时；碱洗：将10%—20%盐酸溶液浸泡后的活性炭置于去离子水中，用10%—45%氢氧化钠溶液调节溶液ph值至7—10；陈化6-12小时，陈化结束后沥干备用；浸渍液的制备：选用工业级醋酸铅，用去离子水配置出含铅0.5-1.5mol/l的醋酸铅溶液，溶液较浑浊时，需澄清过滤后使用；浸渍反应：将陈化后的活性炭装入反应器中，加入制备好的含铅0.5-1.5mol/l的醋酸铅溶液（浸渍液），开启反应器搅拌装置，浸渍反应时长为2—24小时；沉淀反应：浸渍反应结束后，取出活性炭沥干并转移到沉淀反应器中，加入去离子水至没过活性炭，开启反应器搅拌装置，向料液中加入10%—45%氢氧化钠溶液，调节溶液ph值至7-12，反应1—5小时；加入次氯酸钠溶液或次氯酸钙溶液，按物质的量比1:1—5的比例加入铅；将料液加热至沸腾，持续沸腾状态0.1—2小时；停止加热并缓慢降温，待降至常温后，将料液排出过滤，并用去离子水清洗活性炭至中性；烘干：对沉淀完成的固体进行烘干，烘干温度60—120℃。
9.优选的，所述活性炭粒径≤10mm，单颗最远端电阻≤5ω。
10.优选的，所述活性炭与铅按重量比1：2—20的比例加入到反应器中，所述搅拌装置选用耙式或锚式搅拌桨，搅拌转速控制在2—20rpm。
11.优选的，所述次氯酸钠溶液浓度为1—2mol/l，所述次氯酸钙溶液浓度为0.5-1mol/l。
12.优选的，所述加热方式包括蒸汽加热、夹套油浴加热。
13.优选的，所述烘干方式为沉淀完成的固体经给料机输送至带式烘干机或回转窑进行烘干，所述烘干标准为固体在流化床内行程以活性炭附着水分完全烘干为止。
14.本发明的技术效果和优点：1、该技术可以大批量生产出负载型二氧化铅电催化氧化颗粒电极，该电极装载至特制的阳极中，可使电催化氧化技术应用在实际污水处理中。为环保水处理提供新方法、新工艺。
15.2、该技术生产的电极可代替传统二维电催化氧化设备中的钛基板式电极，利用活性炭的吸附功能提升有机污染物处理效率，同时大幅降低设备造价。
16.3、利用该技术生产的电极进行电催化氧化工艺处理有机类污水，可以在处理低电导率的有机类污水时，无需额外加入电解质。同时因活性炭载体的协同作用，提高有机污染物处理的电流效率。降低有机类污水处理综合成本，具有较好的综合经济效益。
17.4、该技术环境污染小、工艺流程短、生产成本低，在电催化氧化工艺处理有机类污水方面具有推广运用价值。
附图说明
18.图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.采用本发明所述的颗粒电极与常规平板二氧化铅电极进行对比试验。常规平板二氧化铅电催化氧化系统由一片电极规格为100*100mm二氧化铅阳极与一片电极规格为100*100mm的钛板阴极组成，极板间距为5mm，槽体规格为150*20*120mm；本发明所述的颗粒电催化氧化系统的阳极由：内部填充颗粒电极的100*50*100mm的孔网箱，孔网箱一侧与规格100*100mm的石墨板紧密接触组成，阴极为一片规格100*100mm的钛板，石墨板与钛板分别置于槽内两端，使颗粒电极与钛板相距5mm，组成电催化氧化系统，槽体规格为150*100*100mm。
21.选择同一种含有机污染物的废水，分别加入两套电催化氧化系统中，废水添加量保持一致，考察相同电耗下，两套电催化氧化系统的有机污染物降解能力。本发明所述的颗粒电催化氧化系统在使用前先用大量试验用废水浸泡，以排出活性炭颗粒对有机污染物的吸附减量干扰。
22.实施例1选择某树脂生产厂家的含有机物废水，废水中含codcr为12380mg/l。分别取300ml加入到两套电催化氧化系统中，开启直流电源后，常规平板二氧化铅电催化氧化系统工作电压设定为5v，工作电流为1.2a，电功率为6w；本发明所述的颗粒电催化氧化系统工作电压设定为5v，工作电流为1.6a，电功率为8w。工作1小时后，常规平板二氧化铅电催化氧化系统内废水的codcr指标降至7663mg/l，本发明所述的颗粒电催化氧化系统内废水的codcr指标降至5122mg/l；工作1.3小时后，常规平板二氧化铅电催化氧化系统内废水的codcr指标降至6914mg/l，本发明所述的颗粒电催化氧化系统内废水的codcr指标降至4429mg/l；工作2小时后，常规平板二氧化铅电催化氧化系统内废水的codcr指标降至5878mg/l，本发明所述的颗粒电催化氧化系统内废水的codcr指标降至2664mg/l。
23.常规平板二氧化铅电催化氧化系统工作1.3小时的电耗与本发明所述的颗粒电催化氧化系统工作1小时的电耗相当，此时常规平板二氧化铅电催化氧化系统对该废水codcr的降解效率为44.15%，本发明所述的颗粒电催化氧化系统对该废水codcr的降解效率为58.63%，说明在同等电耗下，本发明所述的颗粒电催化氧化系统对该废水codcr的降解效率高于常规平板二氧化铅电催化氧化系统。工作1小时至工作2小时之间，常规平板二氧化铅电催化氧化系统对该废水codcr的降解效率为14.18%，本发明所述的颗粒电催化氧化系统对该废水codcr的降解效率为19.85%，说明本发明所述的颗粒电催化氧化系统对该废水codcr的深度处理效果高于常规平板二氧化铅电催化氧化系统。
24.实施例2选择某生物柴油生产厂家的含有机物废水，废水中含codcr为8115mg/l，废水中可
溶解盐类含量极低。分别取300ml加入到两套电催化氧化系统中，开启直流电源后，常规平板二氧化铅电催化氧化系统工作电压设定为12v，工作电流为0.5a，电功率为6w；本发明所述的颗粒电催化氧化系统工作电压设定为10v，工作电流为0.5a，电功率为5w。工作1小时后，常规平板二氧化铅电催化氧化系统内废水的codcr指标降至7487mg/l，本发明所述的颗粒电催化氧化系统内废水的codcr指标降至5883mg/l；工作1.2小时后，常规平板二氧化铅电催化氧化系统内废水的codcr指标降至7365mg/l，本发明所述的颗粒电催化氧化系统内废水的codcr指标降至5440mg/l；工作2小时后，常规平板二氧化铅电催化氧化系统内废水的codcr指标降至6961mg/l，本发明所述的颗粒电催化氧化系统内废水的codcr指标降至3870mg/l。
25.常规平板二氧化铅电催化氧化系统工作1小时的电耗与本发明所述的颗粒电催化氧化系统工作1.2小时的电耗相当，此时常规平板二氧化铅电催化氧化系统对该废水codcr的降解效率为7.74%，本发明所述的颗粒电催化氧化系统对该废水codcr的降解效率为32.96%，说明在同等电耗下，本发明所述的颗粒电催化氧化系统对该废水codcr的降解效率高于常规平板二氧化铅电催化氧化系统。总工作2小时，常规平板二氧化铅电催化氧化系统对该废水codcr的降解效率为14.22%，本发明所述的颗粒电催化氧化系统对该废水codcr的降解效率为52.31%，说明本发明所述的颗粒电催化氧化系统对该种电导率较低的废水codcr的处理效果远高于常规平板二氧化铅电催化氧化系统。
26.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。