一种电催化高效产H2O2射流器一体化装置的制作方法

一种电催化高效产h2o2射流器一体化装置
技术领域
1.本实用新型涉及电催化电极材料及设备领域，特别涉及一种电催化高效产 h2o2射流器一体化装置。


背景技术：

2.工业废水处理的方法是多种多样的，其中，电催化氧化处理法是近几年逐渐流行的一种新工艺。它是在外加电场的作用条件下，在特定的电化学反应器内以电为催化剂，以双氧水、氧气、臭氧为氧化剂，产生化学或物理反应，从而有效去除废水中的污染物，回收废水中的有用物质。该方法无须添加氧化剂，可在常温常压下进行反应，具有良好的气浮、絮凝、杀菌作用。
3.相比传统投加双氧水的氧化处理技术，通过电催化还原反应体系中的氧气原位产生过氧化氢，节省了双氧水运输、储存的费用，且电催化还原反应体系中过氧化氢会连续不断产生，有机污染物的去除效率、速率也优于传统的投加双氧水的氧化处理技术。
4.目前的电催化氧化法还存在一定的缺陷，如用于产过氧化氢的电极通常以乙炔黑/ptfe复合电极为主，其存在使用寿命短、强度差、易粉化和表面积低等不足，采用这类电极产过氧化氢的效率仍比较低。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术存在的上述缺陷或不足，提供一种电催化高效产h2o2射流器一体化装置，该装置通过利用射流器提高氧气与产过氧化氢电极的接触效率来实现高产过氧化氢的目的。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
7.一种电催化高效产h2o2射流器一体化装置，包括文丘里管、连接管、反应槽、阴极板、阳极板，所述连接管为包括内管和外管的同心双层管，外管一端封闭，另一端固定于反应槽侧壁上，外管管壁上设有出水口，位于外管内的反应槽侧壁上开设有通孔，圆形面状的阴极板通过密封圈固定于通孔上，内管一端穿出外管后连接文丘里管，文丘里管的直筒进水段内部设有同心的进水管，文丘里管的喉管处设有进气口，内管另一端靠近阴极板，阳极板位于反应槽内，阴极板、阳极板分别通过导线与外部电源的负极、正极连接。
8.进一步地，所述内管靠近阴极板的一段连接有布水盘，布水盘靠近阴极板的一侧均匀布设有若干布水孔。
9.进一步地，所述文丘里管的进水管的出水端设有喷嘴。
10.进一步地，所述阴极板包括自外而内依次设有透气防水层、集电层、催化剂层。
11.优选地，所述透气防水层、集电层、催化剂层设置于环形的框架内。
12.进一步地，所述催化剂层包括可催化产生h2o2的催化剂，催化剂为介孔碳、石墨烯或碳黑。
13.进一步地，所述集电层采用不锈钢网。
14.进一步地，所述框架采用不锈钢材料。
15.进一步地，所述反应槽顶部设有注液口，反应槽侧壁下部设有排液管。
16.进一步地，所述阳极板采用碳刷。
17.本实用新型的有益技术效果：
18.本实用新型的电催化高效产h2o2射流器一体化装置通过文丘里管进行射流曝气，产生更多更微小的气泡以提高阴极板氧化还原反应中氧气供应速率，从而使得h2o2产量提高，并进一步利用布水盘将文丘里管送来的含气泡水进行分散，提高反应效率；同心双层管式设置的连接管缩短水在连接管内的停留时间，提高含气泡水输送效率。
附图说明
19.图1是本实用新型的电催化高效产h2o2射流器一体化装置的结构示意图；
20.图2是本实用新型中布水盘的主视图；
21.图3是本实用新型中阴极板的侧剖视图；
22.图4是本实用新型中阴极板的主视图；
23.附图标记：1-文丘里管，101-进水管，102-喷嘴，103-进气口，2-连接管， 201-内管，202-外管，203-出水口，204-布水盘，3-反应槽，301-阴极板，3011
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框架，3012-透气防水层，3013-集电层，3014-催化剂层，302-阳极板，303-密封圈，304-注液口，305-排液管，306-导线。
具体实施方式
24.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过优选的实施例对本实用新型进行进一步详细说明。
25.实施例
26.如图1-4所示，该电催化高效产h2o2射流器一体化装置，包括文丘里管1、连接管2、反应槽3、阴极板301、阳极板302，所述连接管2为包括内管201和外管202的同心双层管，外管202一端封闭，另一端固定于反应槽3侧壁上，外管202管壁上设有出水口203，位于外管202内的反应槽3侧壁上开设有通孔，圆形面状的阴极板301通过密封圈303固定于通孔上，内管201一端穿出外管202 后连接文丘里管1，文丘里管1的直筒进水段内部设有同心的进水管101，文丘里管1的喉管处设有进气口103，内管201另一端靠近阴极板301，阳极板302 位于反应槽3内，阴极板301、阳极板302分别通过导线306与外部电源的负极、正极连接。
27.具体地，为了进一步将文丘里管1送来的含气泡水进行分散，提高反应效率，所述内管201靠近阴极板301的一段连接有布水盘204，布水盘204靠近阴极板 301的一侧均匀布设有若干布水孔。
28.具体地，为了提高文丘里管1内水和空气的混合效果，所述文丘里管1的进水管101的出水端设有喷嘴102。
29.具体地，所述阴极板301包括自外而内依次设有透气防水层3012、集电层 3013、催化剂层3014，催化剂层3014靠近反应槽3一侧。
30.优选地，为了提高阴极板301的稳定性，所述透气防水层3012、集电层3013、催化剂层3014设置于环形的框架3011内。
31.具体地，所述催化剂层3014包括可催化产生h2o2的催化剂，催化剂为介孔碳、石墨烯或碳黑，所述集电层3013采用不锈钢网，所述框架3011采用不锈钢材料，所述阳极板302采用碳刷，所述反应槽3顶部设有注液口304，反应槽3 侧壁下部设有排液管305。集电层3013采用不锈钢材质，具有良好的导电性，富集电流，不锈钢材质的框架3011为透气防水层3012、集电层3013、催化剂层3014 提供更好的支撑结构。
32.具体地，透气防水层3012的制作方法：将介孔碳、固含量为60％聚四氟乙烯(ptfe)分散液、乙醇以2mg：5mg：1ml的比例混合，75℃的水浴中超声15-20min，形成粘稠物质；经过75℃下多次揉压，以使乙醇挥发，得到粘稠固体压片，得到透气防水层3012材料，将该粘稠固体贴合在不锈钢网上，75℃辊压，放入马弗炉中，在335℃下热处理40-80min，得到透气防水层3012。
33.该电催化高效产h2o2射流器一体化装置在使用时，通过注液口304向反应槽 3内加入废水，使催化剂层3014浸于废水中，通过文丘里管1的进水管101外接有压力的水源，水流在文丘里原理下在喉管处形成负压从进气口103中吸入空气并在内管201中吹出大量小型气泡，混合后的气液流动至布水盘204分散，接触透气防水层3012后水流从外管202的出水口203处流出，在通电的作用下，阴极板301位于反应槽3一侧表面产生h2o2。
34.以上所述为本实用新型的较佳实施例，用以解释本实用新型的技术方案，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。本领域技术人员还可以在本实用新型的精神和原则之内作常规修改、等同替换和改进等。