本發(fā)明涉及染料廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種dsa電極及其制備方法、染料廢水處理方法。

背景技術(shù)：

1、隨著工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，有機(jī)染料污染成為一個(gè)日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。尤其是有機(jī)染料廢水因其高毒性、難降解性和生物累積性而備受關(guān)注。

2、近年來(lái)，有機(jī)染料由于其持久毒性和光污染的雙重因素而受到廣泛關(guān)注，目前世界染料年生產(chǎn)量約為(8～9)×105t,我國(guó)作為紡織品生產(chǎn)和加工大國(guó)，紡織品出口額已多年來(lái)列居世界首位，每年的染料生產(chǎn)量達(dá)1.5×105t，其中大約10％～15％的染料會(huì)直接排入水體中，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。其次，部分染料具有致癌性和神經(jīng)毒性，對(duì)動(dòng)物和人類(lèi)的生命安全造成威脅。

3、傳統(tǒng)的有機(jī)染料處理方法，如物理吸附、化學(xué)沉淀和生物降解等，往往存在處理效率低、成本高、易產(chǎn)生二次污染等問(wèn)題。

4、染料廢水中常見(jiàn)的染料成分比如羅丹明b(rhb)、亞甲基藍(lán)(mb)和甲基橙(mo)等。近年來(lái)，在針對(duì)染料廢水的處理過(guò)程中，電化學(xué)技術(shù)因其高效、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)受到廣泛關(guān)注。在電化學(xué)技術(shù)中，電極材料的選擇至關(guān)重要。尺寸穩(wěn)定陽(yáng)極(dsa)是一種新型的不溶性陽(yáng)極材料，具有優(yōu)異的電催化性能和穩(wěn)定性。然而，傳統(tǒng)的dsa電極在處理廢水時(shí)存在活性下降和使用壽命短的問(wèn)題，限制了其在實(shí)際應(yīng)用中的推廣。

5、因此，需要對(duì)電化學(xué)技術(shù)中的電極進(jìn)行改進(jìn)，以提高電極的使用壽命，降低處理成本，減少維護(hù)工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的在于提供一種dsa電極及其制備方法、染料廢水處理方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的dsa電極在處理染料廢水時(shí)存在活性下降和使用壽命短的技術(shù)問(wèn)題。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明公開(kāi)了一種dsa電極，用于凈化染料廢水，包括鈦基板，所述鈦基板上附著有tio2-nts中間層，所述tio2-nts中間層遠(yuǎn)離鈦基板的一側(cè)附著有sno2-sb2o4-la復(fù)合材料層，其中，sno2-sb2o4-la復(fù)合材料層厚度為0.2～0.8mm。

4、本發(fā)明公開(kāi)的dsa電極的中間層二氧化鈦納米管(tio2-nts)修飾改性能夠在不降低吸氧電位的情況下提高電極的電催化性和穩(wěn)定性。有序的tio2-nts三維結(jié)構(gòu)有效的增加了sno2-sb2o4-la涂層的負(fù)載并增強(qiáng)了電極的穩(wěn)定性，同時(shí)sno2-sb2o4-la涂層有助于緩解tio2-nts高阻率帶來(lái)的不利影響，同時(shí)，tio2-nts的引入增加了涂層的負(fù)載并提高了穩(wěn)定性和污染物降解率，延長(zhǎng)了電極使用壽命。本發(fā)明公開(kāi)的dsa電極，在采用電化學(xué)氧化方法凈化染料廢水時(shí)，能夠利用電解過(guò)程中產(chǎn)生的自由基(如羥基自由基等)作為氧化劑降解污染物，具有高效能、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。

5、作為優(yōu)選，所述染料廢水為含有羅丹明b的染料廢水，或含有亞甲基藍(lán)的染料廢水，或含有甲基橙的染料廢水。

6、第二方面，本發(fā)明還公開(kāi)了一種dsa電極的制備方法，利用如上所述的dsa電極，包括以下步驟：

7、s1、將鈦基板進(jìn)行預(yù)處理；

8、s2、將預(yù)處理后的鈦基板放入反應(yīng)器中，并作為陽(yáng)極，采用陽(yáng)極氧化法制備tio2-nts中間層，所述tio2-nts中間層附著于所述鈦基板表面；

9、s3、將附著有tio2-nts中間層的鈦基板作為陰極，采用電沉積法在所述tio2-nts中間層遠(yuǎn)離鈦基板的一側(cè)沉積sno2-sb2o4-la復(fù)合材料沉積層；

10、s4、將附著有以tio2-nts為中間層的sno2-sb2o4-la復(fù)合材料沉積層的鈦基板進(jìn)行煅燒，控制煅燒溫度和時(shí)間，得到附著有以tio2-nts為中間層的ti/tio2-nts/sno2-sb2o4-la電極，即得到的dsa電極。

11、本方案采用先制備中間層、再沉積、再煅燒的方式，在鈦基板上附著以tio2-nts為中間層的sno2-sb2o4-la復(fù)合材料沉積層，同時(shí)，在沉積好煅燒的過(guò)程中，控制各個(gè)成分的配比、沉積時(shí)間、煅燒時(shí)間以及煅燒溫度，使得到的dsa電極在應(yīng)用于凈化染料廢水時(shí)，能夠在不降低吸氧電位的情況下提高電極的電催化性和穩(wěn)定性，能夠?qū)θ玖铣煞志哂懈咝У慕到馑俾屎洼^高的去除率。

12、作為優(yōu)選，步驟s2中，制備tio2-nts中間層包括以下步驟：首先將預(yù)處理后的鈦基板放入含有nh4f和乙二醇的混合液中，將鈦基板作為陽(yáng)極，采用石墨電極作為陰極，在恒定電壓下進(jìn)行氧化，得到非晶tio2-nts，然后在恒定溫度下退火，得到tio2-nts結(jié)晶，所述tio2-nts結(jié)晶以層狀結(jié)構(gòu)形式附著于鈦基板表面，得到附著有tio2-nts中間層的鈦基板。

13、作為優(yōu)選，步驟s3中，沉積sno2-sb2o4-la復(fù)合材料層包括以下步驟：

14、s3.1、將附著有tio2-nts中間層的鈦基板放入反應(yīng)器中，并作為陰極，使用石墨電極作為陽(yáng)極，將陰極和陽(yáng)極通過(guò)電導(dǎo)線分別連接至電源的負(fù)極和正極；

15、s3.2、按照預(yù)設(shè)混合比例配置混合液，并調(diào)節(jié)混合液ph至酸性，然后將混合液加入反應(yīng)器中，用于配置所述混合液的原料包括sncl4·5h2o、sb2o3、la(no3)3·6h2o；

16、s3.3、接通電源，使得陰極和陽(yáng)極之間保持特定的電流密度，使混合液中的物質(zhì)在鈦基板上進(jìn)行沉積，沉積預(yù)設(shè)時(shí)間后，在鈦基板上形成以tio2-nts為中間層的sno2-sb2o4-la復(fù)合材料沉積層，沉積厚度為0.2～0.8mm。

17、作為優(yōu)選，步驟s2中，恒定電壓的取值范圍是20～30v，氧化時(shí)間范圍為150～200min，退火的恒定溫度為400℃以上，退火時(shí)間為1～2h。

18、作為優(yōu)選，步驟s3中，混合液的配置方法是：在異丙醇溶液中依次加入sncl4·5h2o、sb2o3和la(no3)3·6h2o，然后再依次加入鹽酸和檸檬酸，然后在恒溫條件下先超聲再攪拌，即得到混合液；混合液中，sncl4·5h2o、sb2o3和la(no3)3·6h2o的摩爾比范圍為100:10:0.5～100:10:3，其中，sn4+濃度為0.3～0.6mol/l；異丙醇、鹽酸和檸檬酸的體積比為100:2:125，其其中，鹽酸的濃度為35％～40％，檸檬酸的濃度為10％～20％。

19、作為優(yōu)選，步驟s4中，特定電流密度范圍為10～40ma.cm-2，沉積時(shí)間為15～30分鐘。

20、作為優(yōu)選，步驟s4中，煅燒溫度大于500℃，煅燒時(shí)間范圍為1～2h。

21、第三方面，本發(fā)明還公開(kāi)了一種染料廢水處理方法，利用如上所述的dsa電極，將dsa電極作為陽(yáng)極放入含有染料廢水中，另取鈦基板作為陰極，放入同一染料廢水中，將陽(yáng)極和陰極通過(guò)電導(dǎo)線分別連接至電源的正極和負(fù)極；令電源通電，對(duì)染料廢水中的有機(jī)染料成分進(jìn)行降解；所述染料廢水為含有羅丹明b的染料廢水，或含有亞甲基藍(lán)的染料廢水，或含有甲基橙的染料廢水。

22、本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明公開(kāi)的dsa電極的中間層二氧化鈦納米管(tio2-nts)修飾改性能夠在不降低吸氧電位的情況下提高電極的電催化性和穩(wěn)定性，有序的tio2-nts三維結(jié)構(gòu)有效的增加了sno2-sb2o4-la涂層的負(fù)載并增強(qiáng)了電極的穩(wěn)定性，同時(shí)sno2-sb2o4-la涂層有助于緩解tio2-nts高阻率帶來(lái)的不利影響，同時(shí)，tio2-nts的引入增加了涂層的負(fù)載并提高了穩(wěn)定性和污染物降解率，延長(zhǎng)了電極使用壽命。本發(fā)明公開(kāi)的dsa電極，在采用電化學(xué)氧化方法凈化染料廢水時(shí)，能夠利用電解過(guò)程中產(chǎn)生的自由基(如羥基自由基等)作為氧化劑降解污染物，具有高效能、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。