本發(fā)明涉及水污染治理領(lǐng)域，尤其是涉及一種銅-鐵-碳?xì)饽z電極的制備方法。

背景技術(shù)：

自二十世紀(jì)以來，隨著世界經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展、人口的急劇增長以及現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展導(dǎo)致大量的生活污水和工業(yè)廢水排放入水體，特別是難降解、有毒、有害的有機(jī)污染物進(jìn)入水環(huán)境，造成了嚴(yán)重的水體污染和生態(tài)破壞。水環(huán)境問題已成為人類社會(huì)、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展亟需面對(duì)的重大問題。有人就預(yù)言說，在能源危機(jī)之后，人類將面臨的最大危機(jī)就是水資源危機(jī)，而且這種危機(jī)將比能源危機(jī)更難解決。目前，全世界水資源緊缺，有超過80個(gè)國家、占世界總?cè)丝?0％的人面臨嚴(yán)重缺水的困境。水環(huán)境質(zhì)量的惡化以及水資源的短缺，已經(jīng)引起了世界各國的廣泛關(guān)注。而我國的水資源狀況也極不樂觀，已被列入全球十二個(gè)嚴(yán)重缺水國家之一，人均水資源僅占世界人均量的四分之一，且水資源時(shí)空分布極不平衡。水資源稀缺、人均水資源占有量少、利用率低、污染嚴(yán)重已成為我國水資源保護(hù)亟需面對(duì)和解決的主要問題。

近年來，針對(duì)環(huán)境中的污染物處理方法主要有生物降解法、活性碳吸附法、臭氧氧化法、光催化氧化降解等。其中，活性碳吸附法由于吸附材料不易回收再利用，而使得處理成本較高；化學(xué)氧化法中的臭氧氧化技術(shù)對(duì)臭氧的發(fā)生設(shè)備的精度及儲(chǔ)存條件等具有較高的要求，且處理成本比較高；光催化氧化技術(shù)對(duì)反應(yīng)條件有比較高的要求，從而使得該技術(shù)的處理過程相對(duì)比較復(fù)雜，處理效果也較難控制。

而電芬頓法是一種可以應(yīng)用到降解環(huán)境中水體污染物的新型電化學(xué)氧化技術(shù)，由于該體系的陰極和陽極都能夠產(chǎn)生·OH而引起了學(xué)者們的廣泛關(guān)注。該技術(shù)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)：(1)反應(yīng)條件溫和，通常只需在常溫、常壓下進(jìn)行，對(duì)設(shè)備的要求較低；(2)通過具有催化活性的電極反應(yīng)原位產(chǎn)生·OH，完全礦化有機(jī)污染物；(3) 無需外加化學(xué)氧化劑，從而減少了因化學(xué)試劑的加入而可能帶來的二次污染問題，是一種綠色的水處理工藝。但是目前電芬頓體系中的過氧化氫產(chǎn)率普遍較低，電流效率不高；反應(yīng)需在酸性條件(pH<3)下進(jìn)行，適宜pH范圍窄；由于鐵離子的引入，反應(yīng)過程中會(huì)產(chǎn)生鐵泥需要二次處理。因此，開發(fā)高活性陰極材料，拓寬反應(yīng)pH范圍，強(qiáng)化電芬頓體系氧化能力是研究者們的共同目標(biāo)?；诖耍景l(fā)明通過制備新型陰極材料，從不同的角度對(duì)電芬頓過程進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，以期提高電芬頓體系的氧化能力和催化陰極的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種銅-鐵-碳?xì)饽z電極的制備方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種銅-鐵-碳?xì)饽z電極的制備方法，包括以下步驟：

(1)將間苯二酚、甲醛、水和碳酸鈉混合均勻后，得到前驅(qū)體溶液，再向前驅(qū)體溶液中加入乙酰丙酮鐵和一水合醋酸銅粉末，攪拌均勻后，聚合反應(yīng)生成濕凝膠；

(2)將濕凝膠置于丙酮中浸漬，以置換濕凝膠中的水，待浸漬結(jié)束后，取出濕凝膠干燥后，得到結(jié)構(gòu)完整的干凝膠；

(3)將干凝膠置于管式爐中程序升溫，在氮?dú)鈿夥障?，升溫?30～970℃，并保持4～5h，然后降至室溫，即制得結(jié)構(gòu)完整的塊狀銅-鐵-碳?xì)饽z電極。

還包括以下步驟：

(4)將步驟(3)制備得到的塊狀銅-鐵-碳?xì)饽z電極置于管式爐中程序升溫，在二氧化碳?xì)夥障?，升溫?30～850℃，并保溫1～2h，然后降至室溫，即制得經(jīng)CO₂活化后的銅-鐵-碳?xì)饽z電極，通過CO₂活化之后，原本摻入碳?xì)饽z矩陣中具有芬頓活性的零價(jià)鐵單質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚韵鄬?duì)較弱的三價(jià)鐵，且氣凝膠電極由本來的親水特性變成了疏水特性，同時(shí)，氣凝膠電極的比表面積有了明顯提高；

(5)將CO₂活化后的銅-鐵-碳?xì)饽z電極置于管式爐中程序升溫，在氮?dú)鈿夥障?，升溫?30～970℃，并保溫1～2h，然后降至室溫，即得到完全活化后的銅-鐵-碳?xì)饽z電極，通過N₂活化之后，碳?xì)饽z矩陣中的三價(jià)鐵又轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚暂^高的零價(jià)鐵，材料由本來的疏水特性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水特性，材料的比表面積有了進(jìn)一步的 提高。

步驟(4)中二氧化碳的流速為30～40mL/min，管式爐的升溫速率為4～5℃/min，降溫速率與升溫速率相同。

步驟(5)中氮?dú)獾牧魉贋?00～150mL/min，管式爐的升溫速率為4～5℃/min，降溫速率與升溫速率相同。

步驟(1)中所述的間苯二酚、甲醛、水和碳酸鈉的摩爾比為1：2：17.5：0.0008，所述的乙酰丙酮鐵中的鐵與前驅(qū)體溶液中的碳的質(zhì)量比為1～3:100，所述的一水合醋酸銅中的銅與前驅(qū)體溶液中的碳的質(zhì)量比為1～3:100。

步驟(1)中所述的聚合反應(yīng)的條件為依次在20～30℃恒溫24～30小時(shí)，40～50℃恒溫24～30小時(shí)，85～90℃恒溫70～75小時(shí)。

步驟(2)中濕凝膠的浸漬溫度為室溫，浸漬時(shí)間為72～120h；浸漬后的濕凝膠的干燥溫度為室溫，干燥時(shí)間為48～72h。

步驟(3)中氮?dú)饬魉贋?00～400mL/min，管式爐的升溫速率為1～2℃/min，降溫速率與升溫速率相同。

采用上述制備方法制得的銅-鐵-碳?xì)饽z電極主要用于降解鄰苯二甲酸二甲酯或亞甲基藍(lán)等有機(jī)污染物，其應(yīng)用包括以下步驟：將銅-鐵-碳?xì)饽z電極作為電化學(xué)降解池中的陰極，其中陽極為摻硼金剛石薄膜電極或柱狀石墨電極，降解池中的電解質(zhì)為0.05mol/L的Na₂SO₄溶液，加入有機(jī)污染物，將降解池中的溶液用氧氣以100～150mL/min的速率曝氣15～20min，接通電源并保持恒定氧氣曝氣速率，對(duì)鄰苯二甲酸二甲酯進(jìn)行降解反應(yīng)，其中，所述的電源為二電極直流電源，電流密度恒定為10～30mA/cm²。

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的處理DMP等有機(jī)污染物的方法的處理成本費(fèi)用昂貴、操作復(fù)雜、處理效果難以控制等不足而提供的一種具有高效處理DMP等有機(jī)污染物的銅-鐵-碳?xì)饽z電極。制備過程中，在碳?xì)饽z電極中原位生長一定比例的銅、鐵金屬單質(zhì)，并將具有芬頓活性的銅、鐵金屬單質(zhì)均勻地分散到3D嵌入式結(jié)構(gòu)的碳?xì)饽z矩陣中，所制備的“銅-鐵-碳”氣凝膠電極在多次循環(huán)使用中均顯示出良好的電芬頓催化活性。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)處理成本低、處理過程簡單：與常見的降解DMP等有機(jī)污染物的方法，如活性碳吸附法、化學(xué)氧化法、光催化氧化等技術(shù)相比，本發(fā)明制備銅-鐵-碳?xì)饽? 膠電極的原料來源廣泛，制備的設(shè)備簡單常規(guī)，處理過程中也只需要將待處理的DMP等有機(jī)物加入降解池中通電降解即可，處理過程極為簡便，處理成本低廉；

2)制備方法簡單、活性高、穩(wěn)定性好：本發(fā)明采用一步法構(gòu)筑出塊狀“銅-鐵-碳”氣凝膠，工藝簡單，制備的氣凝膠電極可同時(shí)集齊銅、鐵和碳材料的優(yōu)點(diǎn)一體，使銅-鐵電芬頓活性中心原位生長在碳?xì)饽z的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，既能提高電芬頓催化活性，又確保在寬pH范圍內(nèi)活性中心的高穩(wěn)定性；

3)降解處理靈活方便：針對(duì)不同親疏水特性的有機(jī)污染物，根據(jù)塊狀“銅-鐵-碳”氣凝膠中金屬含量的不同，通過控制合適的CO₂活化和N₂活化，一方面可以調(diào)控銅-鐵-碳?xì)饽z中的金屬種類和含量以及材料表面的親疏水性，另一方面可以調(diào)控氣凝膠的比表面積，從而調(diào)控陰極還原生成H₂O₂的量，從而得到電芬頓反應(yīng)過程中所需H₂O₂的最優(yōu)值，從而達(dá)到最佳的降解效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中的銅-鐵-碳?xì)饽z電極的透射掃描電鏡圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中的銅-鐵-碳?xì)饽z電極的水的接觸角圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中的CO₂活化銅-鐵-碳?xì)饽z電極的透射掃描電鏡圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例1中的CO₂活化銅-鐵-碳?xì)饽z電極的水的接觸角圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例1中的CO₂與N₂活化銅-鐵-碳?xì)饽z電極的透射掃描電鏡圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例1中的CO₂與N₂活化銅-鐵-碳?xì)饽z電極的水的接觸角圖；

圖7為本發(fā)明的實(shí)施例2中不同條件下鄰苯二甲酸二甲酯的降解效果圖；

圖8為本發(fā)明的實(shí)施例3中不同條件下亞甲基藍(lán)的降解效果圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

實(shí)施例1

一種用于快速高效處理DMP的方法，采用電芬頓體系，將制備方法簡便、反 應(yīng)催化活性高、易于循環(huán)使用的銅-鐵-碳?xì)饽z作為陰極，銅-鐵-碳?xì)饽z電極的制備具體包括以下步驟：

(1)銅-鐵-碳?xì)饽z制備

稱取適量的間苯二酚、甲醛、水、碳酸鈉，然后以間苯二酚：甲醛：水：碳酸鈉的摩爾比為1：2：17.5：0.0008混合，在形成均勻的溶液之后，向前驅(qū)體溶液中加入乙酰丙酮鐵與一水合醋酸銅粉末，其中，乙酰丙酮鐵中的鐵與前驅(qū)體溶液中的碳的質(zhì)量比為1～3:100，一水合醋酸銅中的銅與前驅(qū)體溶液中的碳的質(zhì)量比為1～3:100，在攪拌均勻之后注入長方體玻璃容器之中后密封。將該容器置于20～30℃恒溫24～30小時(shí)，40～50℃恒溫24～30小時(shí)，85～90℃恒溫70～75小時(shí)以發(fā)生聚合作用，形成銅-鐵-碳濕凝膠。然后將制備好的凝膠在室溫條件下于丙酮中浸漬3～5天，每天更換一次丙酮，用來置換凝膠中的水，浸漬結(jié)束之后，在室溫條件下干燥2～3天，得到大量結(jié)構(gòu)完整的干凝膠。然后將這些干凝膠置于管式爐中程序升溫，在氮?dú)饬魉贋?00～400mL/min的氮?dú)鈿夥障?，?～2℃每分鐘的升溫速率升至930～970℃，在該溫度下保持4～5小時(shí)，然后以相同速率降至室溫，得到了結(jié)構(gòu)完整的塊狀銅-鐵-碳?xì)饽z電極(CuFe/CA)，對(duì)其進(jìn)行透射掃描電鏡分析與水接觸角分析，分別如圖1和圖2所示，可以發(fā)現(xiàn)CuFe/CA的水的接觸角極小，呈較強(qiáng)的親水性。

(2)CO₂活化

將所制備的銅-鐵-碳?xì)饽z電極置于管式爐中程序升溫，在二氧化碳流速為30～40mL/min的二氧化碳?xì)夥障?，?～5℃每分鐘的速率升至830～850℃，在該溫度下保持1～2小時(shí)，然后以相同速率降至室溫，得到了結(jié)構(gòu)完整的塊狀CO₂活化銅-鐵-碳?xì)饽z電極(CuFe/CA-CO₂)，對(duì)其進(jìn)行透射掃描電鏡分析與水接觸角分析，分別如圖3和圖4所示，可以發(fā)現(xiàn)CuFe/CA-CO₂的水的接觸角較大，呈較強(qiáng)的疏水性。

(3)N₂活化

將CO₂活化之后的銅-鐵-碳?xì)饽z置于管式爐中程序升溫，在氮?dú)饬魉贋?00～150mL/min的氮?dú)鈿夥障?，?～5℃每分鐘的速率升至930～970℃，在該溫度下保持1～2小時(shí)，然后以相同速率降至室溫，得到了結(jié)構(gòu)完整的塊狀CO₂與N₂活化“銅-鐵-碳”氣凝膠電極(CuFe/CA-CO₂-N₂)，對(duì)其進(jìn)行透射掃描電鏡分析與水接觸角分析，分別如圖5和圖6所示，可以發(fā)現(xiàn)CuFe/CA-CO₂-N₂的水的接觸角 較小，呈較強(qiáng)的親水性。

實(shí)施例2

將實(shí)施例1中CuFe/CA、CuFe/CA-CO₂和CuFe/CA-CO₂-N₂分別應(yīng)用到電芬頓體系中，對(duì)DMP進(jìn)行高效快速的降解，將其作為電芬頓體系中的陰極，其中陽極為摻硼金剛石(BDD)薄膜電極，用玻璃膠固定銅-鐵-碳?xì)饽z電極的面積約為3cm²，采用二電極直流電源，以10～30mA/cm²的恒定電流密度，體系的電壓大約在4.5V～5.5V。將50ml濃度為50mg/L的DMP置入0.05mol/L的Na₂SO₄為支持電解質(zhì)的電芬頓體系中進(jìn)行降解反應(yīng)，反應(yīng)之前電芬頓體系中溶液在氧氣以100～150mL/min的速率先曝氣15～20分鐘，在降解反應(yīng)過程中氧氣曝氣速率保持恒定，每15min取一次樣品，使用HPLC測(cè)定DMP的濃度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CuFe/CA、CuFe/CA-CO₂和CuFe/CA-CO₂-N₂分別作為電芬頓陰極時(shí)，在60min對(duì)DMP的去除率分別為71％、79％和94％，如圖7所示。因?yàn)镈MP是疏水性化合物，所以沒有經(jīng)過活化、經(jīng)過CO₂一步活化以及經(jīng)過CO₂和N₂活化的銅-鐵-碳?xì)饽z在作為電芬頓活性是逐步提高的。

實(shí)施例3

將實(shí)施例1中CuFe/CA、CuFe/CA-CO₂和CuFe/CA-CO₂-N₂分別應(yīng)用到電芬頓體系中，對(duì)工業(yè)染料亞甲基藍(lán)進(jìn)行高效快速的降解，將其作為電芬頓體系中的陰極，其中陽極為柱狀石墨電極，用玻璃膠固定銅-鐵-碳?xì)饽z電極的面積約為3cm²，采用二電極直流電源，以10～30mA/cm²的恒定電流密度，體系的電壓大約在4.5V～5.5V。將50ml濃度為50mg/L的亞甲基藍(lán)置入0.05M的Na₂SO₄為支持電解質(zhì)電芬頓體系中進(jìn)行降解反應(yīng)，反應(yīng)之前電芬頓體系中溶液在氧氣以100～150mL/min的速率先曝氣15～20分鐘，在降解反應(yīng)過程中氧氣曝氣速率保持恒定，每15min取一次樣品，使用紫外可見分光光度計(jì)測(cè)定亞甲基藍(lán)的濃度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CuFe/CA、CuFe/CA-CO₂和CuFe/CA-CO₂-N₂分別作為電芬頓陰極時(shí)，在30min對(duì)亞甲基藍(lán)的去除率分別為89％、82％和97％，其結(jié)果如圖8所示。CO₂活化的銅-鐵-碳?xì)饽z電極在降解亞甲基藍(lán)時(shí)的活性低于活化前的原因是因?yàn)閬喖谆{(lán)是親水性化合物，而經(jīng)過CO₂一步活化之后的電極呈疏水性質(zhì)，導(dǎo)致了其在降解亞甲基藍(lán)時(shí)活性的降低。

實(shí)施例4

將實(shí)施例1所制得的塊狀銅-鐵-碳?xì)饽z應(yīng)用的電芬頓體系中，并將電極在 DMP降解中進(jìn)行循環(huán)使用。將塊狀銅-鐵-碳?xì)饽z作為電芬頓體系中的陰極，其中陽極為摻硼金剛石(BDD)薄膜電極，用玻璃膠固定銅-鐵-碳?xì)饽z電極的面積約為3cm²，采用二電極直流電源，以10～30mA/cm²的恒定電流密度，體系的電壓大約在4.5V～5.5V。將50ml濃度為50mg/L的DMP置入0.05mol/L的Na₂SO₄為支持電解質(zhì)的電芬頓體系中進(jìn)行降解反應(yīng)，反應(yīng)之前電芬頓體系中溶液在氧氣以100～150mL/min的速率先曝氣15～20分鐘，在降解反應(yīng)過程中氧氣曝氣速率保持恒定，降解60min之后，用HPLC測(cè)定DMP的濃度，將塊狀銅-鐵-碳?xì)饽z電極取出，用蒸餾水對(duì)其表面進(jìn)行簡單沖洗，然后再次作為電芬頓的陰極對(duì)同一濃度的DMP進(jìn)行降解。重復(fù)這一過程6次，第一次到第六次在60min內(nèi)對(duì)DMP的去除率分別達(dá)到94％、93％、94％、92％、91％、90％。這說明塊狀銅-鐵-碳?xì)饽z電極在多次循環(huán)使用過后依然保持較高的催化活性。

實(shí)施例5

一種銅-鐵-碳?xì)饽z的制備方法，包括以下步驟：

(1)將間苯二酚、甲醛、水和碳酸鈉以摩爾比1：2：17.5：0.0008混合均勻后，得到前驅(qū)體溶液，再向前驅(qū)體溶液中加入乙酰丙酮鐵和一水合醋酸銅粉末，其中，乙酰丙酮鐵中的鐵與前驅(qū)體溶液中的碳的質(zhì)量比為1:100，一水合醋酸銅中的銅與前驅(qū)體溶液中的碳的質(zhì)量比為1:100，攪拌均勻后，注入反應(yīng)容器內(nèi)，依次將反應(yīng)容器置于20℃恒溫30小時(shí)，40℃恒溫30小時(shí)，85℃恒溫75小時(shí)，發(fā)生聚合反應(yīng)，生成濕凝膠；

(2)將濕凝膠置于丙酮中，在室溫下浸漬72h，每隔一天更換一次丙酮，以置換濕凝膠中的水，待浸漬結(jié)束后，取出濕凝膠在室溫下干燥48h，得到結(jié)構(gòu)完整的干凝膠；

(3)將干凝膠置于管式爐中程序升溫，在流速為300mL/min的氮?dú)鈿夥障?，?℃/min的速率升溫至930℃，并保溫4h，然后以相同速率降溫至室溫，即制得結(jié)構(gòu)完整的塊狀銅-鐵-碳?xì)饽z電極；

(4)將銅-鐵-碳?xì)饽z電極置于管式爐中程序升溫，在流速為30mL/min的二氧化碳?xì)夥障?，?℃/min的速率升溫至830℃，并保溫1h，然后以相同速率降至室溫，得到CO₂活化的銅-鐵-碳?xì)饽z電極；

(5)將步驟(4)制得的CO₂活化后的銅-鐵-碳?xì)饽z電極置于管式爐中程序升溫，在流速為100mL/min的氮?dú)鈿夥障?，?℃/min的速率升溫至930℃，并保 溫1h，然后以相同速率降至室溫，即得到完全活化后的銅-鐵-碳?xì)饽z電極。

上述制得的塊狀銅-鐵-碳?xì)饽z電極常用與降解處理DMP，其具體處理步驟如下：

將完全活化后的銅-鐵-碳?xì)饽z電極作為電化學(xué)降解池中的陰極，其中陽極為摻硼金剛石薄膜電極，降解池中的電解質(zhì)為0.05mol/L的Na₂SO₄溶液，加入50ml濃度為50mg/L的DMP，將降解池中的溶液用氧氣以100mL/min的速率曝氣15min，接通二電極直流電源，電流密度恒定為10mA/cm²，并保持恒定氧氣曝氣速率，對(duì)DMP進(jìn)行降解反應(yīng)。

實(shí)施例6

一種銅-鐵-碳?xì)饽z的制備方法，包括以下步驟：

(1)將間苯二酚、甲醛、水和碳酸鈉以摩爾比1：2：17.5：0.0008混合均勻后，得到前驅(qū)體溶液，再向前驅(qū)體溶液中加入乙酰丙酮鐵和一水合醋酸銅粉末，其中，乙酰丙酮鐵中的鐵與前驅(qū)體溶液中的碳的質(zhì)量比為3:100，一水合醋酸銅中的銅與前驅(qū)體溶液中的碳的質(zhì)量比為3:100，攪拌均勻后，注入反應(yīng)容器內(nèi)，依次將反應(yīng)容器置于30℃恒溫24小時(shí)，50℃恒溫24小時(shí)，90℃恒溫70小時(shí)，發(fā)生聚合反應(yīng)，生成濕凝膠；

(2)將濕凝膠置于丙酮中，在室溫下浸漬120h，每隔一天更換一次丙酮，以置換濕凝膠中的水，待浸漬結(jié)束后，取出濕凝膠在室溫下干燥72h，得到結(jié)構(gòu)完整的干凝膠；

(3)將干凝膠置于管式爐中程序升溫，在流速為400mL/min的氮?dú)鈿夥障?，?℃/min的速率升溫至970℃，并保溫5h，然后以相同速率降溫至室溫，即制得結(jié)構(gòu)完整的塊狀銅-鐵-碳?xì)饽z電極；

(4)將銅-鐵-碳?xì)饽z電極置于管式爐中程序升溫，在流速為40mL/min的二氧化碳?xì)夥障?，?℃/min的速率升溫至850℃，并保溫2h，然后以相同速率降至室溫，得到CO₂活化的銅-鐵-碳?xì)饽z電極；

(5)將步驟(4)制得的CO₂活化后的銅-鐵-碳?xì)饽z電極置于管式爐中程序升溫，在流速為150mL/min的氮?dú)鈿夥障?，?℃/min的速率升溫至970℃，并保溫2h，然后以相同速率降至室溫，即得到完全活化后的銅-鐵-碳?xì)饽z電極，即得到完全活化后的銅-鐵-碳?xì)饽z電極。

上述制得的塊狀銅-鐵-碳?xì)饽z電極常用與降解處理亞甲基藍(lán)，其具體處理步 驟如下：

將完全活化后的銅-鐵-碳?xì)饽z電極作為電化學(xué)降解池中的陰極，其中陽極為柱狀石墨電極，降解池中的電解質(zhì)為0.05mol/L的Na₂SO₄溶液，加入50ml濃度為50mg/L的亞甲基藍(lán)，將降解池中的溶液用氧氣以150mL/min的速率曝氣20min，接通二電極直流電源，電流密度恒定為30mA/cm²，并保持恒定氧氣曝氣速率，對(duì)亞甲基藍(lán)進(jìn)行降解反應(yīng)。

實(shí)施例7

一種銅-鐵-碳?xì)饽z的制備方法，包括以下步驟：

(1)將間苯二酚、甲醛、水和碳酸鈉以摩爾比1：2：17.5：0.0008混合均勻后，得到前驅(qū)體溶液，再向前驅(qū)體溶液中加入乙酰丙酮鐵和一水合醋酸銅粉末，其中，乙酰丙酮鐵中的鐵與前驅(qū)體溶液中的碳的質(zhì)量比為2:100，一水合醋酸銅中的銅與前驅(qū)體溶液中的碳的質(zhì)量比為2:100，攪拌均勻后，注入反應(yīng)容器內(nèi)，依次將反應(yīng)容器置于25℃恒溫28小時(shí)，45℃恒溫26小時(shí)，88℃恒溫72小時(shí)，發(fā)生聚合反應(yīng)，生成濕凝膠；

(2)將濕凝膠置于丙酮中，在室溫下浸漬100h，每隔一天更換一次丙酮，以置換濕凝膠中的水，待浸漬結(jié)束后，取出濕凝膠在室溫下干燥60h，得到結(jié)構(gòu)完整的干凝膠；

(3)將干凝膠置于管式爐中程序升溫，在流速為350mL/min的氮?dú)鈿夥障?，?.5℃/min的速率升溫至950℃，并保溫4.5h，然后以相同速率降溫至室溫，即制得結(jié)構(gòu)完整的塊狀銅-鐵-碳?xì)饽z電極；

(4)將銅-鐵-碳?xì)饽z電極置于管式爐中程序升溫，在流速為35mL/min的CO₂氣氛下，以4.5℃/min的速率升溫至840℃，并保溫1.2h，然后以相同速率降至室溫，得到CO₂活化的銅-鐵-碳?xì)饽z電極；

(5)將步驟(4)制得的CO₂活化后的銅-鐵-碳?xì)饽z電極置于管式爐中程序升溫，在流速為125mL/min的氮?dú)鈿夥障?，?.5℃/min的速率升溫至950℃，并保溫1.5h，然后以相同速率降至室溫，即得到完全活化后的銅-鐵-碳?xì)饽z電極。

上述制得的塊狀銅-鐵-碳?xì)饽z電極常用于降解處理DMP，其具體處理步驟如下：

將完全活化后的銅-鐵-碳?xì)饽z電極作為電化學(xué)降解池中的陰極，其中陽極為摻硼金剛石薄膜電極，降解池中的電解質(zhì)為0.05mol/L的Na₂SO₄溶液，加入60ml 濃度為40mg/L的DMP，將降解池中的溶液用氧氣以125mL/min的速率曝氣18min，接通二電極直流電源，電流密度恒定為20mA/cm²，并保持恒定氧氣曝氣速率，對(duì)DMP進(jìn)行降解反應(yīng)。