一种用于碘代X射线造影剂脱碘的三维电化学反应装置及其处理方法与流程

文档序号:18642119发布日期:2019-09-11 23:34阅读:461来源:国知局
一种用于碘代X射线造影剂脱碘的三维电化学反应装置及其处理方法与流程

本发明属于电化学技术领域,尤其涉及一种用于碘代x射线造影剂脱碘的三维电化学反应装置及其处理方法。



背景技术:

碘代x射线造影剂的使用日益广泛,然而,近年科学研究表明,碘代x射线造影剂可能会诱导碘三卤甲烷等具有细胞毒性和基因毒性的消毒副产物产生,该副产物对人体有潜在的致癌、致畸和致突变风险,且由于其较高的极性和稳定性导致其难被去除,进一步加剧了水体的健康风险。碘代x射线造影剂主要包括离子型和非离子型,泛影酸钠是典型的离子型碘代x射线造影剂。

目前,对于去除水体中卤代有机物泛影酸钠,由于卤代有机物标准还原电位较高,直接脱卤难度较大,一般采用氧化法去除泛影酸钠居多,基于高级氧化技术的各种处理方法,对去除泛影酸钠有一定作用,但是会产生多种不可控的有毒卤代中间产物。一些微生物也能够降解泛影酸钠,但生化反应过程可能会在水中引入新的污染物。此外,少有研究(如中国专利申请cn201810426283.4)采用液相催化加氢还原去除泛影酸钠,但需要外源氢气,而氢气的存储与运输存在安全问题。

电化学还原法因环境友好,反应选择性高,无需(或少量)投加化学药剂,工艺简单,易于自动化操作等,具有较强的应用前景。但传统的平板二维电极极水比相对较小,活性氧化/还原物种的单位时空产率低,处理效果欠佳。



技术实现要素:

本发明提出一种用于碘代x射线造影剂脱碘的三维电化学反应装置及其处理方法,可实现泛影酸钠的高效去除,去除率可在90%以上,且不产生二次污染。

本发明提出的用于碘代x射线造影剂脱碘的三维电化学反应装置,采用质子交换膜将反应器分隔为阴极室和阳极室,在阴极室内设有工作电极和参比电极,在阳极室内设有辅助电极,并且通过在阴极室投加负载钯颗粒的有序介孔碳催化剂作为感应粒子电极,构建了一种复极式三维电化学反应装置,实现三维偶联联合脱碘,工作电极上原位电还原脱碘、粒子电极感应还原脱碘、粒子电极利用工作电极产生的氢气催化加氢脱碘,进而实现泛影酸钠的高效去除。

本发明的技术方案如下:

本发明提出一种用于碘代x射线造影剂脱碘的三维电化学反应装置,

包括反应器;

质子交换膜,所述质子交换膜设在所述反应器内,将所述反应器分隔为阴极室和阳极室;

工作电极,设在阴极室内;

辅助电极,与所述工作电极相对,设在阳极室内;

参比电极,设在阴极室内;

感应粒子电极,由负载钯颗粒的有序介孔碳构成,设在阴极室内;

所述工作电极、辅助电极、参比电极分别与电化学工作站电连接;

在工作电极上原位电还原脱碘以及原位电还原产生氢气,在感应粒子电极上感应电还原脱碘,同时感应粒子电极利用所产生的氢气加氢还原脱碘。

进一步地,工作电极为碳纤维电极;辅助电极为铂片电极;参比电极为饱和甘汞电极。

进一步地,负载钯颗粒的有序介孔碳中负载的钯颗粒平均粒径为3-10nm、比表面积为400-500m2/g、孔容量为0.2-0.3cm3/g、孔径为2-4nm、钯与有序介孔碳的质量比为1-4%。

进一步地,负载钯颗粒的有序介孔碳由包括如下步骤制备:

1)采用苯酚与甲醛为前驱体合成15-30wt%的resol型酚醛树脂预聚体乙醇溶液;

2)以聚丙二醇与环氧乙烷的加聚物为模板剂与步骤1)所得resol型酚醛树脂预聚体乙醇溶液混合,经过室温挥发、烘箱固化后得薄膜材料,管式炉中氮气氛围下煅烧,研磨得有序介孔碳;

3)采用浸渍-硼氢化钠还原法,在步骤2)中所得有序介孔碳上负载离子态钯,然后用硼氢化钠将离子态钯还原为零价金属态钯。

进一步地,步骤2)中,氮气氛围下,800℃-850℃煅烧4-5h;步骤3)中,浸渍-硼氢化钠还原法采用的浸渍液为浓度为4.8~19.3mm的pdcl2溶液;且还原前,对投加了负载离子态钯的有序介孔碳的浸渍液进行超声处理。

进一步地,碳纤维电极由包括如下步骤制备:用表面活性剂去除碳纤维表面的疏水性官能团,然后在马弗炉中煅烧得碳纤维电极。

进一步地,煅烧的时间为4-6h;煅烧的温度为400℃。

本发明还提出一种利用上述任一三维电化学反应装置进行碘代x射线造影剂脱碘的处理方法,包括如下步骤:将含碘代x射线造影剂的废水和电解质溶液放入三维电化学反应装置中后,施加电位。

进一步地,施加电位的大小为-0.65v至-2.5v;优选的,施加电位的大小为-0.9v~-2.5v。

进一步地,所述含碘代x射线造影剂的废水中碘代x射线造影剂的浓度为0.01–1000mg/l;优选的,所述含碘代x射线造影剂的废水中碘代x射线造影剂的浓度为1–100mg/l。

本发明用于碘代x射线造影剂脱碘的三维电化学反应装置及处理方法具有以下优势:

本发明提出一种复极性三维电化学反应装置,反应器内设有工作电极、辅助电极和参比电极,采用质子交换膜将其分隔为阴极室和阳极室,通过对阴极室投加采用特定方法制备得到的负载钯颗粒的有序介孔碳催化剂作为感应粒子电极。所得电化学反应装置可直接调控工作电极电位,充分发挥工作电极原位电还原、粒子电极感应电还原和粒子电极利用工作电极产生的氢气而进行的催化加氢还原反应三者的协同作用,从而高效去除废水中的泛影酸钠。设计合理,便于操作,高效节能。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:

图1为本发明实施例中三维电化学反应装置结构示意图;

1-工作电极;2-辅助电极;3-参比电极;4-感应粒子电极;5-质子交换膜;6-电化学工作站。

图2为本发明对比例1、对比例2和实施例1三种不同体系下泛影酸钠的去除率。

图3为本发明实施例1所制得pd/omc感应粒子电极的透射显微图(a)和x射线衍射图(b)。

图4为本发明实施例1、5、7不同电位下对泛影酸钠的去除率。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

目前,对于去除水体中卤代有机物泛影酸钠,电化学还原法具有较强的应用前景,而二维电极活性氧化/还原物种的单位时空产率低,处理效果欠佳,且很难处理低浓度污染水体。三维电化学反应装置可在传统二维电解槽电极间装填粒状或其它碎屑状工作电极材料,并使装填工作电极材料在电场作用下产生感应电荷,成为新的一极,从而每一个感应电极材料表面能发生电化学反应,提高了反应器单位体积活性位点,强化了电子传递并缩短了反应器内传质距离,从而提高了目标污染物降解效率。

如图1所示,本发明实施例提出的一种用于碘代x射线造影剂脱碘的三维电化学反应装置,包括反应器;

质子交换膜5,所述质子交换膜5设在所述反应器内,将所述反应器分隔为阴极室和阳极室;

工作电极1,设在阴极室内;

辅助电极2,与所述工作电极1相对,设在阳极室内;

参比电极3,设在阴极室内;

感应粒子电极4,由负载钯颗粒的有序介孔碳构成,设在阴极室内;

所述工作电极1、辅助电极2、参比电极3分别与电化学工作站6电连接,在工作电极1上原位电还原脱碘以及原位电还原产生氢气,在感应粒子电极4上感应电还原脱碘,同时感应粒子电极4利用所产生的氢气加氢还原脱碘。

在本发明实施例构建的三维电化学反应装置中,实现了对碘代x射线造影剂的三维偶联联合脱碘。第一,工作电极,也即主阴极,可直接发生原位还原反应脱碘。第二,电解反应过程中,工作电极,也即主阴极原位还可还原产生氢气,该氢气可被感应粒子电极表面pd金属催化剂利用,原位活化产生活性氢h*(一种清洁的高活性还原剂,标准电极电势-2.106vvsnhe),对碘代x射线造影剂进行催化加氢还原脱碘。第三,pd/omc作为感应粒子电极,当它们被投加于工作电极和辅助电极之间时,会受到静电感应并在两端产生电势差,使两侧呈现正负极,使每个颗粒与周围的水都形成微电解池,从而发生感应电还原脱碘。可见,本发明的三维电化学反应装置可将主阴极电催化还原、粒子电极的感应电还原以及催化加氢作用相耦合,三者协同强化去除污染物。为建立高效催化还原碘代x射线造影剂体系提供新途径。

本发明实施例中,可直接通过电化学工作站调控主阴极电位,进一步控制主阴极原位电还原脱碘、粒子电极感应电还原脱碘和粒子电极利用主阴极产生的氢气而进行的催化加氢还原脱碘三者的还原反应进行程度,充分发挥三者的协同作用,从而避免主阴极析氢反应过强造成的抑制作用,进而实现泛影酸钠的高效去除,去除率均可达90%以上。设计合理,便于操作。还可结合耗电量和脱卤效率,适当选择施加电位,高效节能。

具体而言,主阴极可发生原位电还原作用(c11h8i3n2nao4+6e-+3h2o→c11h11n2nao4+3i-+3oh-;2h2o+2e-→h2+2oh-)。pd/omc粒子电极作为阴极的外延部分,在每个感应粒子电极表面都可发生感应电还原反应(c11h8i3n2nao4+6e-+3h2o→c11h11n2nao4+3i-+3oh-;2h2o+2e-→2h*+2oh-,c11h8i3n2nao4+6h*→c11h11n2nao4+3i-+3h+),同时pd/omc粒子电极上的pd金属还可活化利用主阴极原位产生的氢气发生液相催化氢化作用三者共同作用对碘代x射线造影剂高效还原脱卤。

本发明中,工作电极采用碳纤维电极,碳纤维电极具有电导率高,可操控性强,电化学稳定性好等优点,是理想的电极材料。感应粒子电极采用负载钯颗粒的有序介孔碳,其中,有序介孔碳(omc)具有导电性良好、化学性质稳定、比表面积大、孔道结构均一等优点,能够提供更多的催化活性位点。

进一步地,工作电极1为碳纤维电极;辅助电极2为铂片电极;参比电极3为饱和甘汞电极。本发明实施例的装置中,以饱和甘汞电极设为参比电极,可直接控制电解反应过程中工作电极还原产生氢气,避免析氢反应的抑制作用,感应粒子电极表面金属催化剂pd可利用产生的氢气,原位活化产生活性氢h*,对碘代x射线造影剂进行催化加氢还原脱碘,从而促进实现三维偶联联合脱碘。

进一步地,负载钯颗粒的有序介孔碳中负载的钯颗粒平均粒径为3-10nm、比表面积为400-500m2/g、孔容量为0.2-0.3cm3/g、孔径为2-4nm和pd/omc的质量比为1-4%。

在本发明一实施例中,负载钯颗粒的有序介孔碳由包括以下步骤制备而得:

1)采用苯酚与甲醛为前驱体合成15-30wt%的resol型酚醛树脂(又称可熔酚醛树脂、甲阶型酚醛树脂)预聚体乙醇溶液;

2)以f127(ethyleneoxide/propyleneoxideblockcopolymer,聚丙二醇与环氧乙烷的加聚物(聚醚)为模板剂与步骤1)所得resol型酚醛树脂预聚体乙醇溶液混合,经过室温挥发、烘箱固化后得到薄膜材料,在管式炉中氮气氛围下煅烧,研磨得有序介孔碳。

3)采用浸渍-硼氢化钠还原法,在步骤2)中所得有序介孔碳上负载离子态钯,然后用硼氢化钠将离子态钯还原为零价金属态钯。

本发明pd/omc粒子电极的制备方法中,先以苯酚与甲醛为前驱体,f127为软模板剂合成omc,随后采用浸渍的方法,以pdcl2溶液为前躯液进行超声浸渍,之后以硼氢化钠还原,即可得pd/omc粒子电极。此方法制备得到的粒子电极,比表面积大,孔容量、孔径适宜,并且可通过控制pd和omc的质量比,从而控制钯催化剂的作用效果。

进一步地,步骤2)中,氮气氛围下,800℃-850℃煅烧4-5h。

进一步地,步骤3)中,浸渍-硼氢化钠还原法采用的浸渍液为pdcl2溶液。

进一步地,步骤3)中,pd/omc的质量比为1-4%。具体可以为pd/omc的质量比为1%、2%、3%、4%等。本发明中,粒子电极中pd金属催化剂的添加量影响还原效率,此范围内pd与omc的质量比有利于实现高效催化还原。

进一步地,步骤3)中,对投加负载离子态钯的有序介孔碳上的浸渍液进行超声处理。超声处理可使钯离子充分吸附在omc孔道和表面。

具体而言,负载钯颗粒的有序介孔碳由包括以下步骤制备而得:

(1)以甲醛与苯酚为前驱体,即将苯酚与氢氧化钠溶于水中,之后加入甲醛溶液,此溶液在75℃下反应90min。冷却后用盐酸调节ph到中性再于45℃下减压蒸馏,将得到粘稠溶液溶于乙醇,制备得到15-30wt%的resol型酚醛树脂预聚体乙醇溶液。

(2)以f127为模板剂制备omc,即将f127在30℃下溶于乙醇中搅拌至澄清,然后加入上述制备的20wt%resol溶液,搅拌后室温下挥发12h,之后于100℃烘箱中固化24h,将得到薄膜材料再于管式炉氮气氛围下800℃煅烧4h去除有机模板剂。

(3)采用浸渍-硼氢化钠还原法,也即,将适量omc与浓度为4.8~19.3mm(mmol/l)的pdcl2溶液混合,其中pd/omc的质量比为1-4%,然后超声处理1h后,搅拌30min后缓慢加入1m(mol/l)的na2co3溶液,使ph调到10-11,然后在室温下搅拌溶液2-4h,缓慢加入nabh4溶液还原1-2h。

在本发明又一实施例中,碳纤维电极由包括以下步骤制备得到:用表面活性剂去除碳纤维表面的疏水性官能团,然后在马弗炉中煅烧得碳纤维电极。

进一步地,煅烧的时间为4-6h;煅烧的温度为400℃。马弗炉煅烧可使碳纤维表面生成酸性氧化物,形成内酯和羧基结构,增加碳纤维表面的含氧官能团,一方面提高碳纤维电极双电层电容和电催化活性,另一方面可增强其亲水性,有利于提升其用作三维电化学体系主阴极的电催化还原活性。

进一步地,表面活性剂可以为烷基酚聚氧乙烯醚、烷基多苷apg、曲拉通等,具有此作用的表面活性剂有多种,本发明可以适当从中选择。优选的,表面活性剂为曲拉通。表面活性剂的作用是去除碳纤维表面的疏水性官能团,以改善碳纤维表面亲疏水性。

具体而言,碳纤维电极由包括以下步骤制备得到:将碳纤维先后在浓度为0.1%-0.3%的表面活性剂水溶液(如0.1%的曲拉通x-100水溶液)和去离子水中分别浸泡20-30h和1-3h,自然晾干后在马弗炉中400℃煅烧5h。

本发明实施例还提出一种用于碘代x射线造影剂脱碘的处理方法,包括如下步骤:将含碘代x射线造影剂废水和电解质溶液放入三维电化学反应装置中后,施加电位。

需要指出,本发明中电化学工作站主要作为外接电源使用,电化学工作站上设有分别与三维电化学反应装置的工作电极、辅助电极、参比电极相连的各电极,为三维电化学反应装置的正常工作提供所需电压。

具体而言,将三维电化学反应装置中的碳纤维电极连接电化学工作站6的工作电极1,铂片电极连接电化学工作站6的辅助电极2,饱和甘汞电极连接电化学工作站6的参比电极3连接好后,将含碘代x射线造影剂废水和电解质溶液加入根据上述的三维电化学反应装置中,直接通过电化学工作站6施加电位,即可调节工作电极1的电位,从而控制装置内还原反应进行程度。

进一步地,施加电位为-0.65v至-2.5v;优选-0.9v~-2.5v;具体可以为-0.65~-1.5v、-1.5~-2.5v等。本发明中,结合耗电量和脱卤效率,可以适当选择施加电位大小,从而实现高效节能。

进一步地,所述含碘代x射线造影剂的废水中碘代x射线造影剂的浓度为0.01–1000mg/l;优选的,所述含碘代x射线造影剂的废水中碘代x射线造影剂的浓度为1–100mg/l。适用于不同浓度含碘代x射线造影剂的去除。

说明的是,本发明实施例中含碘代x射线造影剂为泛影酸钠。进一步地,所述待处理废水中泛影酸钠的浓度可以为0.01–1000mg/l,进一步可以为1–100mg/l。本发明实施例所述方法可用于处理低浓度含碘代x射线造影剂的废水,废水中泛影酸钠的初始浓度可以为0.01~10mg/l。

具体而言,主阴极电位在-0.9v时,阴极发生析氢反应稍弱,该三维电化学体系可实现电还原/感应电还原/催化加氢还原三者协同,反应30min去除率最高可达97%;主阴极电位在-2.0v时,阴极明显发生析氢反应,原位产生的氢气可被pd/omc粒子电极活化利用,高效产生活性氢,该三维电化学体系可实现电还原/感应电还原/催化加氢还原三者协同,反应30min去除率可达100%。

可见,本发明中可根据调控电位有效利用主阴极原位生成的氢气,控制析氢反应体系中的作用,对泛影酸钠去除具有较好的效果和较高稳定性。

本发明实施例中,电解质可以为硫酸钠等,其作用是增强待处理水样的导电性,加速溶液中电子转移与传递,从而使得电还原反应更加容易发生。

下面通过实施例来进一步说明本发明。

实施例1

碳纤维电极的处理:

首先将碳纤维顺序在0.1%的曲拉通x-100水溶液和去离子水中分别浸泡24h和2h,自然晾干后在马弗炉中400℃煅烧5h。

pd/omc粒子电极的制备:

首先以甲醛与苯酚为前驱体,即将苯酚与氢氧化钠溶于水中,之后加入甲醛溶液,此溶液在75℃下反应90min。冷却后用盐酸调节ph到中性再于45℃下减压蒸馏,将得到粘稠溶液溶于乙醇,制备得到20wt%的resol型酚醛树脂预聚体乙醇溶液。

然后,f127为模板剂制备omc,即将f127在30℃下溶于乙醇中搅拌至澄清,然后加入上述制备的20wt%resol溶液,搅拌后室温下挥发12h,之后于100℃烘箱中固化24h,将得到薄膜材料再于管式炉氮气氛围下800℃煅烧4h去除有机模板剂。

最后,适量omc与浓度为14.5mm的pdcl2溶液混合,pd/omc的质量比=3%,然后超声处理1h,搅拌30min后缓慢加入1m的na2co3溶液,使ph调到10.5,然后在室温下搅拌溶液3h,缓慢加入nabh4溶液还原1h。

所得负载钯颗粒的有序介孔碳中负载的钯颗粒平均粒径为3-10nm、比表面积为400-500m2/g、孔容量为0.2-0.3cm3/g、孔径为2-4nm。

三维电化学反应装置的组装:

如图1所示组装本发明的三维电化学反应装置用于水中碘代x射线造影剂去除的装置。使用上述处理的碳纤维电极作为工作电极1,pd/omc作为感应粒子电极4,辅助电极2为铂片(d=1.5mm)。质子交换膜5为nafion-117(杜邦(dupont)),其将反应器分隔为阴极室和阳极室。工作电极1和辅助电极2有效面积均为10cm2,阴极室的有效容积为100ml,阳极室的有效容积为50ml,工作电极1和辅助电极2两极的间距为2cm。

采用此三维电化学反应装置还原水中碘代x射线造影剂,泛影酸钠的初始浓度为50mg/l,工作电极的电位-1.2v,pd/omc的投量50mg,电解质na2so4溶液初始浓度为5mm。该三维电化学反应装置对泛影酸钠去除率为98%。

实施例2

碳纤维电极和pd/omc粒子电极制备方法如实施例1,所不同的是pd/omc粒子电极制备中,pdcl2溶液的浓度为4.8mm,pd/omc的质量比=1%。

采用此三维电化学反应装置还原水中碘代x射线造影剂,泛影酸钠的初始浓度为50mg/l,工作电极的电位-1.2v,pd/omc的投量50mg,电解质na2so4溶液初始浓度为5mm。该三维电化学反应装置对泛影酸钠去除率为90%。

实施例3

碳纤维电极和pd/omc粒子电极制备方法如实施例1,所不同的是pd/omc粒子电极制备中,pdcl2溶液的浓度为9.7mm,pd/omc的质量比=2%。

采用此三维电化学反应装置还原水中碘代x射线造影剂,泛影酸钠的初始浓度为50mg/l,工作电极的电位-1.2v,pd/omc的投量50mg,电解质na2so4溶液初始浓度为5mm。该三维电化学反应装置对泛影酸钠去除率为95%。

实施例4

碳纤维电极和pd/omc粒子电极制备方法如实施例1,所不同的是pd/omc粒子电极制备中,pdcl2溶液的浓度为19.3mm,pd/omc的质量比=4%。

采用此三维电化学反应装置还原水中碘代x射线造影剂,泛影酸钠的初始浓度为50mg/l,工作电极的电位-1.2v,pd/omc的投量50mg,电解质na2so4溶液初始浓度为5mm。该三维电化学反应装置对泛影酸钠去除率为99%。

实施例5

碳纤维电极和pd/omc粒子电极制备方法如实施例1。

采用此三维电化学反应装置还原水中碘代x射线造影剂,泛影酸钠的初始浓度为50mg/l,工作电极的电位-0.9v,pd/omc的投量50mg,电解质na2so4溶液初始浓度为5mm。该三维电化学反应装置对泛影酸钠去除率为97%。

实施例6

碳纤维电极和pd/omc粒子电极制备方法如实施例1。

采用此三维电化学反应装置还原水中碘代x射线造影剂,泛影酸钠的初始浓度为50mg/l,工作电极的电位-1.75v,pd/omc的投量50mg,电解质na2so4溶液初始浓度为5mm。该三维电化学反应装置对泛影酸钠去除率为99%。

实施例7

碳纤维电极和pd/omc粒子电极制备方法如实施例1。

采用此三维电化学反应装置还原水中碘代x射线造影剂,泛影酸钠的初始浓度为50mg/l,工作电极的电位-2.0v,pd/omc的投量50mg,电解质na2so4溶液初始浓度为5mm。该三维电化学反应装置对泛影酸钠去除率为100%。

实施例8

碳纤维电极和pd/omc粒子电极制备方法如实施例1。

采用此三维电化学反应装置还原水中碘代x射线造影剂,泛影酸钠的初始浓度为50mg/l,工作电极的电位-2.5v,pd/omc的投量50mg,电解质na2so4溶液初始浓度为5mm。该三维电化学反应装置对泛影酸钠去除率为100%。

实施例9

碳纤维电极和pd/omc粒子电极制备方法如实施例1。

采用此三维电化学反应装置还原水中碘代x射线造影剂,泛影酸钠的初始浓度为100mg/l,工作电极的电位-1.2v,pd/omc的投量50mg,电解质na2so4溶液初始浓度为5mm。该三维电化学反应装置对泛影酸钠去除率为100%。

实施例10

碳纤维电极和pd/omc粒子电极制备方法如实施例1。

采用此三维电化学反应装置还原水中碘代x射线造影剂,泛影酸钠的初始浓度为1000mg/l,工作电极的电位-1.2v,pd/omc的投量50mg,电解质na2so4溶液初始浓度为5mm。该三维电化学反应装置对泛影酸钠去除率为93%。

实施例11

碳纤维电极和pd/omc粒子电极制备方法如实施例1。

采用此三维电化学反应装置还原水中碘代x射线造影剂,泛影酸钠的初始浓度为0.01mg/l,工作电极的电位-1.2v,pd/omc的投量50mg,电解质na2so4溶液初始浓度为5mm。该三维电化学反应装置对泛影酸钠去除率为94%。

对比例1

仅使用单独pd/omc。所得化学反应装置对泛影酸钠去除率为<2%。

对比例2

同实施例1,不同之处在于,以碳纤维为工作电极,以铂片为辅助电极,构建电化学反应装置(单独碳纤维阴极体系,不添加pd/omc粒子电极)。所得电化学反应装置对泛影酸钠去除率为56%。

图1为对比例1、对比例2和实施例1三种不同体系对泛影酸钠的去除情况。相比对比例1、对比例2两种处理体系,泛影酸钠经添加pd/omc感应粒子电极的三维电化学反应装置处理,泛影酸钠的还原效果得到明显提高。这也充分说明本发明中的pd/omc感应粒子电极可以发挥三维电极与固相催化剂的独特作用,粒子电极的感应电还原/催化加氢并协同主阴极的直接电还原,强化去除水中泛影酸钠。

图2为对本发明实施例1所制得pd/omc感应粒子电极的透射显微图(a)和x射线衍射图(b)。通过浸渍硼氢化钠还原法制得的pd/omc感应粒子电极,其上的pd颗粒分布较为均匀,成点状分布在omc表面,少量进入到omc介孔内。pd/omc感应粒子电极的xrd谱图在40.01°、46.53°出现明显的金属pd衍射峰,说明还原法制备的pd颗粒主要是零价金属态。

本发明实施例1、2、3、4为感应粒子电极分别在不同pd负载量(pd/omc的质量比分别为3%、1%、2%、4%)时,对泛影酸钠的去除率对比。可见,一定范围内,随着pd负载量的增加,泛影酸钠的去除率逐渐增加。

本发明实施例5、6、7、8为分别在不同电位下,对泛影酸钠的去除率对比。图3为本发明实施例5、1、7分别在不同电位(-0.9v、-1.2v,-2.0v)下,对泛影酸钠的去除率对比。c/c0为反应终止泛影酸钠浓度与反应初始泛影酸钠浓度之比。由图3可得,在一定范围内,随着电位逐渐增加,泛影酸钠的去除率逐渐增加。

本发明实施例9、10、11分别在待处理泛影酸钠的不同初始浓度(100mg/l、1000mg/l、0.01mg/l)下,对泛影酸钠去除率对比。可见,本申请电化学处理装置可以处理不同浓度的泛影酸钠,对低浓度的泛影酸钠去除率也较佳。

需要指出,本发明实施例中用到的材料和仪器:除特别说明外,试剂均购自北京国药集团(sinopharmchemicalreagentco.ltd.),纯度为分析纯。电化学工作站:chi660e上海辰华。

以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,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。

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