体内溶液的溫度控制在50°C，之后向氨 氧化钢溶液中加入3g刚果红，导电颗粒为100个锡球，其直径为4mm，导线与直流电源的正 极相连，阴极材料是儀板，滚筒转速为化/min,处理350minW后，溶液中COD的降解率为 80%。
[0079] 实施例18 :
[0080] 所述实施例18除滚筒转速为20化/min外，其余与实施例5相同。处理350min后， 其COD降解率为25%。 阳0川 实施例19 :
[0082] 所述实施例19除滚筒转速为98化/min外，其余与实施例5相同。处理350min后， 其COD降解率为30%。
[0083] 实施例20 :
[0084] 所述实施例20除儀球的直径为Imm外，其余与实施例5相同。处理350min后，其 COD降解率为35%。 阳0财 实施例21 :
[0086] 所述实施例21除儀球的直径为IOmm外，其余与实施例5相同。处理350min后， 其COD降解率为23%。
[0087] 实施例22 :
[0088] 所述实施例22除将儀球替换为儀棒外，其余与实施例5相同。处理350min后，其 COD降解率为24%。
[0089] 实施例23 :
[0090] 用实施例2的电解槽电解脱硫，具体步骤为：称取240g氨氧化钢，溶于6000ml蒸 馈水中，将其倒入槽体中，槽体内溶液的溫度控制在50°C，之后向滚筒内加入100g高硫矿 物，导电颗粒为200个儀球，其直径为4mm，导线与直流电源的正极相连，阴极为两个儀板， 滚筒转速为25r/min，电流强度为1A，电解4小时，高硫矿物脱硫率为80%。 阳0川实施例24:
[0092] 用实施例2的电解槽进行水电解制氨，具体步骤为：称取240g氨氧化钢，溶于 6000ml蒸馈水中，将其倒入槽体中，槽体内溶液的溫度控制在50°C，导电颗粒为200个儀 球，其直径为4mm，导线与直流电源的负极相连，阳极为两个儀板，滚筒转速为25r/min，电 流强度为1A，电解4小时，析氨效率相对于普通电极增加20%。 阳〇9引性能测试：
[0094] 循环伏安测试曲线在上海华晨CHI604B型电化学工作站上进行。考察在30°C下 化OH浓度为1.Omol/l，有机物浓度为250mg/l，滚动离散电极转速为0r/min、7r/min、25r/ min的循环伏安曲线，扫描电压为-1. 4-0. 8V，扫描速率是0. 05V/s，参比电极为饱和甘隶电 极。
[0095] COD间iemical化ygenDemand)测试利用德国默克密理博公司生产的消解仪器， 设定程序在148°C，加热消解2个小时，静置放凉后，用硫酸亚铁锭滴定，通过消耗的硫酸亚 铁锭溶液的体积，反算出COD的值，Wmg/L计的水样化学需氧量，计算公式如下：
[0096]
[0097] 式中：C-硫酸亚铁锭标准溶液的浓度，mol/L;Vi-空白试验所消耗的硫酸亚铁锭 标准溶液的体积，HiL;V厂滴定水样时所消耗的硫酸亚铁锭标准溶液的体积，mL;V广水样的 体积，mL;C的摩尔质量，g/mol。
[009引对实施例5、7和8进行电化学测试，其测试结果如图3所示。由图3可知，随着滚 筒转速的增加，氧化电流逐渐增加，析氧电位前移，说明随着旋转速率的增加，极化过程弱 化，活性氧物种更容易生成，电解氧化过程电流效率更高。说明本发明提供的滚动离散电极 的本质优点和性能。
[0099] 对实施例5、6和7的降解过程进行测试，其测试结果如图4所示。由图4可知，在 一定范围内随着转速的增加，溶液中COD的降解率明显增加。 阳100] 对实施例9、10和11的降解过程进行测试，其测试结果如图5所示。由图5可知， 随着降解时间的增加，溶液中COD的降解率也是逐渐增加的；滚筒的转速为化/min时，处理 效果最好，COD的降解率可达到60% ;滚筒转动时的降解速率比滚筒静置时的降解速率高， 在340min时，前者比后者的COD降解率提高了大约10%。从图5也可看出，滚筒的转动速 度越快处理效果并不是越好。
[0101] 对实施例6和13的降解过程进行测试，其测试结果如图6所示。从图6可W看出， 在氨氧化钢和硫酸钢溶液为电解质的条件下，随着电解时间的增加，废水中COD的降解率 是增长的；硫酸钢溶液中的COD降解率比氨氧化钢溶液中的COD降解率快，280min后，前者 增加的极快，然而后者几乎保持恒定不变，360min后，前者可达到70%，是后者的=倍多。
[0102] 对实施例14和15的降解过程进行测试，其测试结果如图7所示。从图7可W看 出，在氨氧化钢溶液下，实施例15对COD的降解率要实施例14好，前者可达到80 %，而后者 仅有不到40% ;但是碱性条件下，锡球在电解过程中会析出，导致了锡球质量的下降，在电 解后的溶液中可能会有一些金属锡的引入，导致了水体的二次污染。
[0103] 对实施例7和16的降解过程进行测试，其测试结果如图8所示。从图8可W看 出，在氨氧化钢溶液的介质中，电解280min，儀球对苯酪的降解效果要优于铁球对苯酪的降 解效果；但是在电解的初始阶段直到ISOmin，铁球的降解效果要好于儀球；但是它们的降 解效率都不高仅有17%的COD降解率。
[0104]W上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详 细说明，所应理解的是，W上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡 在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。
【主权项】
1. 一种滚动离散电极，其特征在于，所述电极包括滚筒、导线和位于滚筒内的导电颗 粒；所述滚筒上设有孔，导线与滚筒内壁和/或导电颗粒相接触。2. 根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述滚筒内壁为导电材质； 优选地，所述滚筒内壁为金属材质，优选为铁、镍、铜、钛或锡中的任一种或至少两种的 组合。3. 根据权利要求1或2所述的电极，其特征在于，所述导电颗粒的体积之和不大于滚筒 体积的一半； 优选地，所述导电颗粒的个数为200-5000个； 优选地，所述导电颗粒的材质为铁、镍、铜、钛、铅、锡、银或其氧化物、氧化铈中的任意 一种或至少两种的组合，优选为SnO2、CeO2S PbO 2。4. 根据权利要求1-3之一所述的电极，其特征在于，所述导电颗粒的形状为球状和/或 棒状； 优选地，球状导电颗粒的直径与滚筒的直径之比为1/1000-1/10 ; 优选地，棒状导电颗粒的直径与滚筒的直径之比为1/1000-1/10,棒状导电颗粒的长度 与滚筒的长度之比为1/1000-1/10。5. 根据权利要求1-4之一所述的电极，其特征在于，所述滚筒上的孔，其尺寸小于导电 颗粒的尺寸。6. 根据权利要求1-5之一所述的电极，其特征在于，所述滚筒的转速小于1000r/min。7. 根据权利要求1-6之一所述的电极，其特征在于，所述滚筒外壁的材质为绝缘塑料， 优选为质子交换膜。8. -种包含权利要求1-7之一所述电极的电解槽。9. 根据权利要求8所述的电解槽在固体或液体电解脱硫、水电解制氢或电解废水降解 COD中的应用。
【专利摘要】本发明提供了一种滚动离散电极、电解槽及其用途，所述滚动离散电极包括滚筒、导线和位于滚筒内的导电颗粒；滚筒上设有孔，导线与滚筒内壁和/或导电颗粒相接触。所述滚动离散电极在使用中能够强化水电解、固体或液体电解氧化脱硫、废水电解氧化降解COD过程中电极界面的传质，促进气泡在电极表面的破裂与脱离，降低电化学氧化过程的极化作用；增加电极与被电解物质的接触面积，增加高硫矿物电解脱硫效率和废水COD的电化学降解效率。
【IPC分类】C25B11/02, C02F1/461, C25B1/04
【公开号】CN105154912
【申请号】CN201510404540
【发明人】公旭中, 王志, 王明涌, 汪玉华, 王东
【申请人】中国科学院过程工程研究所
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年7月10日