申请/专利权人：天津大学

申请日：2024-04-26

公开（公告）日：2024-07-05

公开（公告）号：CN118084148B

主分类号：C02F1/461

分类号：C02F1/461;C02F1/68

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.07.05#授权;2024.06.14#实质审查的生效;2024.05.28#公开

摘要：本发明涉及了一种苏打（碳酸钠）水生产油污清洗液的电化学方法，该方法包括：水中溶解食用苏打作为电解液，将空气通入由阴极、阳极和电解液组成的电解池中的阴极一侧，阴极为含杂原子官能团的碳基材料，电解过程中，阴极上的碳基材料与碳酸根离子协同催化活化空气中的氧气分子和电解液中的水分子反应促进过氧化氢的生成，生成的过氧化氢扩散到电解液中形成油污清洗液，其中的过氧化氢与碳酸根离子及其水解生成的碳酸氢根离子，无需光照、通电和加热，自发反应生成碳酸根自由基和羟基自由基，与油污分子反应，使其分解去除，碳酸根离子循环使用有效降低了苏打用量，浓度仅为0.001~0.01M。本发明的电化学方法还可以分解去除农药残留和杀菌消毒。

主权项：1.一种苏打水生产油污清洗液的电化学方法，其特征在于，包括：水中溶解食用苏打作为电解液，将空气通入由阴极、阳极和电解液组成的电解池中的阴极一侧，所述阴极为含杂原子官能团的碳基材料；在电解过程中，所述阴极上的碳基材料与碳酸根离子协同催化活化空气中的氧气分子和电解液中的水分子反应生成过氧化氢，碳酸根离子呈现低浓度效应，即在0.001~0.01M范围内都能够促进过氧化氢的生成，生成的过氧化氢扩散到所述电解液中，溶解有过氧化氢的苏打水电解液形成油污清洗液；所述油污清洗液直接用于去除油污，无光照、通电和加热，油污清洗液中的过氧化氢与碳酸根离子或其水解生成的碳酸氢根离子自发反应生成碳酸根自由基和羟基自由基，作用于油污分子，分解和去除油污，碳酸根离子循环使用，在浓度为0.001~0.01M范围内能够去除油污；通入空气的流量为20~100Lmin，电解过程的电流密度为1~10mAcm2；碳酸根离子浓度在0.001~0.01M范围内，生成过氧化氢的浓度差别在±1%范围内；所述阴极为含氮官能团的碳基材料、含氧官能团的碳基材料中的至少一种；所述碳基材料为石墨毡或纳米石墨中的一种；所述电解池为固定式电解池（1）或移动式电解池（2），所述固定式电解池（1）能在固定容器内对物品进行清洗，所述移动式电解池（2）能在不同容器内实时产生油污清洗液对物品进行清洗；所述固定式电解池（1）包括第一电解反应装置（110）和第一清洗室（120），其中，所述第一电解反应装置（110）包括：第一壳体（1101），用于容纳电解液，所述第一壳体（1101）内包括第一阳极区域（11011）和第一阴极区域（11012）；第一曝气组件（1102），设置于所述第一阴极区域（11012）的底部，适用于向所述第一阴极区域（11012）输送空气；第一电极组件（1103），设置于所述第一壳体（1101）内，所述第一电极组件（1103）包括：1个第一阳极（11031）和多个第一阴极（11032），所述第一阳极（11031）设置于所述第一阳极区域（11011），多个所述第一阴极（11032）平行间隔设置于所述第一阴极区域（11012）；所述第一清洗室（120）设置于所述第一电解反应装置（110）的下方，适用于利用来自于所述第一电解反应装置（110）的所述油污清洗液对油污进行分解和去除；所述固定式电解池（1）还包括：第一隔膜（140），设置于所述第一阳极（11031）和所述第一阴极（11032）之间，用于阻止过氧化氢传递至所述第一阳极（11031），使得过氧化氢被分解；所述移动式电解池（2）包括第二电解反应装置（210），所述第二电解反应装置（210）包括：第二壳体（2101），为开放骨架结构，用于固定第二电极组件（2103），所述第二壳体（2101）内包括第二阳极区域（21011）、第二阴极区域（21012）和第三阴极区域（21013），所述第二壳体（2101）适用于放置于外部的可移动的第二清洗室中，电解液在第二清洗室内；第二曝气组件（2102），设置于所述第二壳体（2101）内的底部，适用于向所述第二阴极区域（21012）和第三阴极区域（21013）输送空气；第二电极组件（2103），设置于所述第二壳体（2101）内，所述第二电极组件（2103）包括：1个第二阳极（21031）和2个第二阴极（21032），2个所述第二阴极（21032）平行间隔设置于所述第二阴极区域（21012）和第三阴极区域（21013），所述第二阳极（21031）设置于2个所述第二阴极（21032）之间的第二阳极区域（21011）；所述移动式电解池适用于利用移动的第二清洗室中的电解液和空气中的氧气形成的所述油污清洗液对油污进行分解和去除；所述移动式电解池（2）还包括：2个第二隔膜（230），分别设置于每个所述第二阴极（21032）和所述第二阳极（21031）之间，用于阻止过氧化氢传递至所述第二阳极（21031），使得过氧化氢被分解。

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