本發(fā)明屬于環(huán)境工程技術領域，涉及一種用bdd電極電合成過硫酸鹽的方法。

背景技術：

過硫酸鹽s2o8^2-由于含有活性氧而在化學、紡織、電子、石油及食品領域得到了廣泛的應用，如用作引發(fā)劑、催熟劑和漂白劑等。過硫酸鹽的生產常用方法為電解法。通常利用鉑電極或鍍鉑的鈦電極在高于500ma/cm²的電流密度下電解硫酸根生成，但是此類方法常伴有水氧化的副反應產生而降低了電流效率同時會造成鉑電極的溶出引入二次污染。此外過硫酸鹽的不穩(wěn)定性也會造成運輸?shù)睦щy限制了其應用。因此尋求一種更高效的電合成s2o8^2-方法有很大的市場需求。

s2o8^2-的合成是陽極氧化的過程，因此陽極材料的選擇至關重要。bdd電極因其高達3v的析氧電位、低背景電流和較好的化學穩(wěn)定性和低吸附性的優(yōu)點而在環(huán)境電化學領域應用廣泛，如重金屬的陰極回收，生物傳感器和電化學分析測定等，但主要用于處理廢水中的有機污染物。相比于金屬電極，bdd電極由于高析氧電位的特性更易實現(xiàn)低電流密度下的電解合成s2o8^2-，因此具有很好的應用前景。此外，由于陽極氧化硫酸生成過硫酸是放熱的過程，這易造成熱不穩(wěn)定的s2o8^2-分解而降低了電流效率，傳統(tǒng)的單極室反應器硫酸根的轉化效率只有不到5％。

技術實現(xiàn)要素：

基于此，本發(fā)明的目的是通過在分開的陽極室和陰極室和控制陽極室的溫度的條件下利用bdd電解硫酸電合成過硫酸鹽s2o8^2-，以實現(xiàn)電流效率的提高。

本發(fā)明產生s2o8^2-的方法如下：以bdd電極為陽極、鋯電極為陰極用陽離子交換膜隔開組成的裝置為電解槽，陽極室和陰極室均為同濃度的2-5m的硫酸，循環(huán)流速為120-300l/h，控制電流密度為5-100ma/cm²，溫度為9-20℃下電解合成。

本發(fā)明具有以下的突出特點和有益效果：

(1)該方法可在分開的陽極室和陰極室和控溫的條件下防止s2o8^2-因電解放熱而分解。

(2)該方法可在相對較低的電流密度下電解硫酸產生s2o8^2-。

(3)該方法對硫酸根的氧化效率與傳統(tǒng)方法相比提高了2倍。

附圖說明

圖1為不同電流密度下產生的s2o8^2-的量。

圖2為不同電流密度下的電流效率。

具體實施方式

本發(fā)明通過以下實施例結合附圖進一步詳述。

(1)本發(fā)明的方法處理過程

以bdd電極(直徑為10cm)為陽極，鋯電極(直徑為10cm)為陰極，陽離子交換膜組成電解槽，陽極室和陰極室的硫酸濃度均為2m，循環(huán)流速為200l/h，控制陽極和陰極室的溫度為9℃，在電流密度為5-100ma/cm²，電解300min。

(2)該實施例所獲得效果

該實例對比了不同電流密度條件下電解產生s2o8^2-的量，如圖1所示，隨著電流密度的增加，s2o8^2-的含量也在增加。當電流密度為5ma/cm²時，電解300min，產生的s2o8^2-的量為0.028m，而當電流密度為100ma/cm²時，電解300min，產生的s2o8^2-的量為0.26m。這與工業(yè)上高電流密度(500ma/cm²)相比，大大降低了工業(yè)成本。

圖2對比了不同電流密度條件下的電流效率。隨著電流密度的增加電流效率呈現(xiàn)下降的趨勢。當電流密度為5ma/cm²時，電流效率可達83％，而當電流密度增加到100ma/cm²時，電流效率降低到35％。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明涉及一種利用BDD電極電合成過硫酸鹽的方法。該方法以BDD為電極為陽極、鋯電極為陰極和陽離子交換膜組成電解槽，分開的陽極室和陰極室在泵的作用下形成循環(huán)流，以2?5M硫酸為電解質，在電流密度為5?100mA/cm2，溫度為9?20℃的條件下構建的體系。該方法相比其他電合成方法合成的過硫酸鹽濃度較高，且電流效率也較高，實現(xiàn)了原位產過硫酸鹽。

技術研發(fā)人員：周明華;蔡靜菊;盧曉曄
受保護的技術使用者：南開大學
技術研發(fā)日：2017.03.17
技術公布日：2017.07.04