一种碳气凝胶负载二氧化钛电极的制备方法及其应用

摘要

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种碳气凝胶负载二氧化钛电极的制备方法及其应用。具体步骤为：碳气凝胶的制备、碳酸丁酯溶胶的制备、钛酸丁酯溶胶凝胶的负载、锻烧，即得所需产品。该电极具有孔隙率高、比表面积大、电导率高、外观形状可控、光催化活性强等优点，适用于电化学吸附辅助光催化降解处理高色度染料废水。本发明的CA/TiO₂具有优良的电吸附性能和光催化活性，在电吸附的辅助增强作用下，有色染料废水降解去除的浓度范围宽(100mg/L～1000mg/L)，与光催化降解相比，去除速率可以提高3倍以上。本工艺操作简便，对污染物废水的处理效果好，是一种高效、节能的新技术，在废水处理领域具有很大的应用价值。

主权项

1、一种碳气凝胶负载二氧化钛电极的制备方法，其特征在于具体步骤如下：(1)将间苯二酚、甲醛、催化剂和水按照摩尔比为1∶2∶50～300∶17.5的比例混合均匀，倒入玻璃模具中，中间以玻璃隔板分割，控制间距为0.5～3cm，然后放入密闭容器中，静置反应，取出所得到酚醛树脂气凝胶，再用表面张力小于30mN/m的有机试剂进行溶剂置换，时间为5～7天，间隔一定时间更换有机试剂；将所得到酚醛树脂气凝胶放置于室温下进行干燥，室温干燥时间为5～7天后在管式炉中控制程序升温，以1.5℃/min～3.5℃/min的速度升温到600℃～1200℃并保持在该温度下反应3～5小时，然后以同样速度冷却至室温，得到碳气凝胶；(2)将钛酸丁酯、无水乙醇、乙酰丙酮按1∶3∶0.1～0.5的体积比用磁力搅拌仪混合均匀，然后滴加硝酸、去离子水、无水乙醇组成的混合溶液，硝酸、去离子水与无水乙醇的体积比为1∶4∶20～30，持续搅拌2～4小时，得到钛酸丁酯的溶胶凝胶；(3)将步骤(1)得到的碳气凝胶浸入到步骤(2)得到的钛酸丁酯溶胶-凝胶溶液中，并保持0.5～2小时，然后取出在90℃烘箱中放置1～3小时，待冷却后重复该步骤2-6次，得到浸渍钛酸丁酯溶胶-凝胶的碳气凝胶电极；(4)将步骤(3)所得的钛酸丁酯溶胶-凝胶的碳气凝胶电极，置于氩气保护下的管式炉中以1.5～3.5℃/min的速率升温至400℃～800℃并保持2～4小时，然后冷却，即得所需产品。