CN111302538B

CN111302538B - 一种双极性电极产生羟基自由基的反应器及其应用

Info

Publication number: CN111302538B
Application number: CN201911149332.5A
Authority: CN
Inventors: 高明明; 孙智勇; 苗菲; 王新华; 赵珊
Original assignee: Shandong University
Current assignee: Shandong University
Priority date: 2019-11-21
Filing date: 2019-11-21
Publication date: 2021-07-23
Anticipated expiration: 2039-11-21
Also published as: CN111302538A

Abstract

本发明涉及一种双极性电极产生羟基自由基的反应器及其应用，包括电源和反应池，所述的反应池设置有两个驱动电极，两个驱动电极之间设置有双极性电极，双极性电极表面设置有催化材料；反应池还设置有进水口、出水口和进气孔；两个驱动电极分别通过导线与电源的正负极连接。本发明还提供利用该反应器降解废水中的亚甲基蓝的应用。本发明中双极电极未与电源直接相连接，但能对污染物进行降解，具有节能的显著优势，为以后的水处理提供了一个方向；且该装置结构简单，使用方便，实验使用效果良好。

Description

一种双极性电极产生羟基自由基的反应器及其应用

技术领域

本发明涉及一种双极性电极产生羟基自由基(·OH)的反应器及其应用，属于水处理技术领域。

背景技术

19世纪60年代，Fleischmann开创了流化床电极的概念，这是双极性电极(bipolarelectrode，简称BPE)最早的雏形。几十年来，由于技术条件的约束和参阅资料的局限性，双极性电化学的发展是迟缓的，对其研究基本局限于电解、电池等领域。近年来，随着科技的发展以及技术的逐渐成熟，双极性电化学以其成本低廉、装置简单、操作简易、不受地域控制的优势获得了研究者的青睐。当前国内水资源污染日趋加剧，并且水中污染物种类日益繁多，传统的物理化学工艺以及生物方法难以达到排放废水水质要求的指标，进而导致可用水资源短缺、水体环境恶化、二次污染严重等现象，电化学法处理废水一般无需很多化学药品，后处理简单，占地面积小，管理方便，污泥量很少，并且能通过特定的电化学反应使目标污染物降解并去除，被称为清洁处理法。当前处理废水的电化学法主要有电-Fenton法、二维电极法、三维电极法等方法，例如：中国专利文件CN208802872U公开了一种三维电解催化氧化装置。在电-Fenton法长期应用以来，由于受电极材料及氧气在电解液中传质的限制，致使阴极表面生成H₂0₂的还原反应速度迟缓，效率低，要实现电-Fenton处理难降解有机废水的工业化应用，研制高催化活性的阴极材料是必须解决的关键问题之一；另外，Fe²⁺不易再生；容易产生大量铁泥，造成二次污染。而众所周知，三维电化学过程是在二维电化学过程的基础上建立起来的，除了第三个电极外，在电极材料和处理工艺等方面有许多相似之处。它也被称为颗粒电极或床电极，基本上是颗粒状或碎片状材料，填充在两个反电极之间。在适当的电压下，这些粒子将被极化，形成大量的带电微电极，由于粒子电极的存在，三维电化学过程的性能优于传统的二维电化学体系。但是，在三维电极中，带电颗粒较小，极化现象也比较微弱；除此之外，颗粒电极在连续运行过程中，由于其不均匀分布，易导致局部副反应的发生，从而使降解反应不易控制。

中国专利文件CN207483413U公开一种基于双极性电化学原理的无线电絮凝水处理装置，包括电解池、电源、主阳极、主阴极，电解池内分设主阳极、主阴极并分别与电源电性连接，电解池内在主阳极和主阴极之间设有至少一个双极性电极，双极性电极的主面或主轴不与电解池中的电场线方向垂直。但是，该基于双极性电化学原理的无线电絮凝水处理装置主要基于电絮凝原理，以牺牲阳极来产生絮凝剂，吸附水中相关污染物形成絮凝体，便于后期去除。该电絮凝水处理装置所用双极性电极为易腐蚀性金属，容易与水及水中空气发生反应生成铁锈等氧化物，产生的絮凝体及氧化物需要作为危险废物进行后续处理；且絮凝过程需要碱性环境，在酸性条件下无法生成氢氧化物胶体絮凝剂，从而无法达到絮凝效果；该装置的双极性电极在反应过程中为耗材，需要持续更换，无法实现连续使用，运行成本高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种双极性电极产生羟基自由基的反应器及其应用。本发明利用双极性电化学处理污废水，提高电化学高级氧化技术的处理效果。

双极性电极产生羟基自由基(·OH)的模型如图1所示。主要由连接到直流电源上的驱动电极和浸在溶液中的导体(即双极性电极)组成。基于以上模型，本发明将催化材料修饰在双极性电极(Bipolar Electrode，BPE)上，在外加电场的作用下，在双极性电极两端分别发生阴极还原及阳极氧化生成羟基自由基，从而形成阴极、阳极同步自由基生成的高级氧化还原体系。本发明的BPE体系的特点主要有：(1)BPE无需与驱动电源直接连接；(2)简单的直流电源可以控制多个双极性电极；(3)低能耗就能产生处理污水所需的羟基自由基；(4)成本低廉，装置简单，操作简易，不受地域控制。

本发明的技术方案如下：

一种双极性电极产生羟基自由基的反应器，包括电源和反应池，所述的反应池设置有两个驱动电极，所述的两个驱动电极之间设置有双极性电极，所述的双极性电极表面设置有催化材料；

所述的反应池还设置有进水口、出水口和进气孔；

所述的两个驱动电极分别通过导线与电源的正负极连接。

根据本发明，优选的，所述的反应池设置有固定板安装槽，固定板安装槽内设置有固定板，所述的固定板设置有缝隙，双极性电极通过固定板的缝隙固定设置在两个驱动电极之间；

进一步优选的，所述的固定板为长方形薄片，固定板的数量为两片，两片固定板平行设置；固定板上的缝隙同样平行设置。此设计的目的在于，将固定板嵌入反应池的固定板安装槽内，以固定双极性电极，保证了双极性电极在反应体系中的稳定性。

根据本发明，优选的，所述的反应池设置有驱动电极安装槽，所述的驱动电极固定设置在驱动电极安装槽内。此设计的目的在于，固定驱动电极。既保证了驱动电极的稳定性，又保证了反应体系的安全性，不会出现漏电问题。

根据本发明，优选的，所述驱动电极为石墨板。平行设置在反应池的内壁中。石墨板化学稳定，不因电流而腐蚀，避免产生大量铁泥，造成二次污染。

根据本发明，优选的，所述的反应池为中空长方体容器，进一步优选有机玻璃材质。所述的出水口和进气孔设置在反应池的底部，以便向反应池中曝氧和处理水的排出。所述的进水口设置在反应池的上部。

根据本发明，优选的，所述的电源为直流稳压电源，工作电压为1-2V。为电解池提供反应电压。

根据本发明，优选的，所述的两个驱动电极顶部设置有凸起。设计的凸起利于驱动电极跟直流稳压电源相连接。

根据本发明，优选的，所述的反应池的底部设置有底座，用于稳固反应池。

根据本发明，优选的，双极性电极为板状，进一步优选长方形板。双极性电极为反应电极，双极性电极与两个驱动电极相互垂直。

根据本发明，催化材料可市购，也可按现有技术制备得到。优选的，所述的催化材料按如下步骤制备得到：

(1)将石墨粉放于去离子水中煮沸1h，石墨粉的质量与去离子水的体积比为22g:1L；

(2)将钛酸四丁酯加入到无水乙醇中，搅拌均匀后，加入石墨粉，得A溶液；

(3)将去离子水和硝酸加入到无水乙醇中，搅拌均匀，得B溶液；

(4)将B溶液逐滴加入A溶液中，直至反应体系成为不能流动的凝胶体系，得凝胶；

(5)将凝胶干燥后研磨，然后煅烧，即得催化材料。

根据本发明，所述的催化材料的制备过程，优选的条件如下：

步骤(1)中钛酸四丁酯与无水乙醇的体积比为1:3，石墨粉的质量与钛酸四丁酯的体积比为1g:3mL；

步骤(2)中去离子水、硝酸和污水乙醇的体积比为6:1.2:45，硝酸的质量浓度为65-68％；

步骤(3)中滴加速率为3-5mL/min；

步骤(4)中干燥温度为105℃，干燥时间为8h，干燥过程使有机溶剂全部挥发；煅烧温度为500℃，煅烧时间为两小时。

根据本发明，将催化材料与粘结胶混合后，均与涂覆在双极性电极，干燥后即可安装在固定板的缝隙中。

根据本发明，上述双极性电极产生羟基自由基的反应器的应用，用于降解废水中的亚甲基蓝。

根据本发明，一种利用上述双极性电极产生羟基自由基(·OH)的反应器降解废水中亚甲基蓝的方法，包括步骤如下：

(1)将含有亚甲基蓝的水溶液注入到反应池中，然后使用缓冲溶液调节废水的pH值，使废水的pH为3.0；

(2)将反应池通过进气孔曝氧处理，使废水中溶解氧达到最大值同时最大限度的去除废水中其他气体；

(3)开启电源，为电解池提供稳定的电场环境，同时继续曝氧；

(4)双极性电极上的催化材料在有氧环境及匀强电场的作用下与水发生反应，在双极性电极的阴、阳两极同时产生羟基自由基(·OH)，羟基自由基与亚甲基蓝污染物反应实现降解的目的。

根据本发明，优选的，步骤(3)中电源电源为2V，调节废水温度为50℃。

本发明双极性电极产生羟基自由基(·OH)反应器的工作原理如下：

阴极发生的反应式为：O₂还原

H₂O₂+Ti₃+→OH-+·OH+Ti⁴⁺

阳极发生的反应式为：

2H₂O-2e-→2·OH+2H⁺

羟基自由基(·OH)对水溶液中的亚甲基蓝进行降解。

1、BPE的极性与驱动电极的关系

电解质溶液中BPE的极性取决于驱动电极，临近驱动电极阳极的一端为BPE的阴极，临近驱动电极阴极的一端为BPE的阳极。在无BPE的体系内，对含有混合酸碱指示剂的水进行电解，当施加一定的驱动电压时，与驱动阳极相接触的一侧混合酸碱指示剂显酸式色(红色)，即阳极发生水的氧化反应产生H⁺；而与驱动阴极相接触的一侧混合酸碱指示剂显碱式色(蓝色)，即阴极发生水的还原反应产生OH^-。当将一U形铂片(Pt)放置于溶液中时，形成BPE体系，保持驱动电压不变，虽然铂片与驱动电极未直接相连，但是Pt的两侧发生了电化学反应。临近驱动阳极的Pt一侧溶液显碱式色(蓝色)，发生水的还原反应，即为BPE阴极；临近驱动阴极的Pt一侧溶液显酸式色(红色)，发生水的氧化反应，即为BPE阳极。

2、BPE体系的电压

施加在两个驱动电极之间的电压在溶液中产生了电场，因为电极是导体，在其表面上任何地方的电位都是相同的(或几乎相同)。然而，由于溶液中存在电场，BPE和溶液之间的界面电位差异沿其长度变化。正是这些阳极和阴极过电位(η_an)、(η_cat)分别驱动BPE极点的电化学反应。

本发明基于电催化原理，主要利用电化学高级氧化技术产生羟基自由基，羟基自由基与水中污染物直接发生作用，氧化矿化水中污染物为CO₂和H₂O等，达到净化水质的目的。本发明产生的羟基自由基直接与水中污染物反应，使污染物发生矿化，无副产物产生；应用的pH范围较广，在酸性条件下反应效果较好；本发明双极性电极基于电催化反应机理，电极本身作为电催化材料载体，运行过程中无损耗，因此无需持续更换，维护成本低。

本发明的有益效果在于：

1、本发明双极性电极产生羟基自由基反应器，在阳极和阴极均产生羟基自由基，有效的克服了一些反应装置仅在阳极产生羟基自由基的弊端；本发明在阴极同步产生羟基自由基，提高电流利用效率，同时增加的羟基自由的总产量，更有利于污染物的去除。本发明装置是一种低能耗水处理反应器，对电能的消耗较低，符合节能理念，从而节省了能源消耗，节约了成本。

2、本发明双极性电极产生羟基自由基反应器在净化污水时无二次污染物产生，处理性能稳定，符合减排理念。

3、本发明双极性电极产生羟基自由基反应器在处理污水时，成本低廉、装置简单、操作简易、不受地域控制，实验效果良好。

附图说明

图1为双极性电极产生羟基自由基的模型图。

图2为本发明双极性电极产生羟基自由基反应器的结构示意图。

图3为本发明双极性电极产生羟基自由基反应器安装有固定板、双极性电极和驱动电极状态的俯视结构示意图。

图4为本发明双极性电极产生羟基自由基反应器没有安装有固定板、双极性电极和驱动电极状态的俯视结构示意图。

图5为本发明双极性电极产生羟基自由基反应器的固定板示意图。

图6为本发明双极性电极产生羟基自由基反应器的驱动电极示意图。

图7为试验例1中双极性电极产生羟基自由基反应器在pH＝6(原溶液，未调pH)时，不同电压下的亚甲基蓝降解图。

图8为试验例2中双极性电极产生羟基自由基反应器在电压＝2V时，pH值不同下的亚甲基蓝降解曲线图。

图9为试验例3中双极性电极产生羟基自由基反应器在电压＝2V,pH＝3时，不同温度下的亚甲基蓝降解曲线图。

图10为试验例4中双极性电极产生羟基自由基反应器在电压＝2V,pH＝3，室温时，有无催化材料下的亚甲基蓝降解曲线图。

图11为试验例5中双极性电极产生羟基自由基反应器在电压＝2V,pH＝3，室温时，有无光照下的亚甲基蓝降解曲线图。

图12为试验例6双极性电极产生羟基自由基反应器在电压＝2V,pH＝3，室温时，进行5组平行试验的亚甲基蓝降解曲线图。

图13为试验例7中亚甲基蓝溶液在三维电极体系下的降解。

图14为试验例8中双极性电极产生羟基自由基反应器阴阳极产生羟基自由基的情况。

其中：1、直流稳压电源；2、连接导线；3、进水口；4、固定板安装槽；5、固定板；6、双极性电极；7、出水口；8、进气孔；9、反应池；10、底座；11、驱动电极；12驱动电极安装槽。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例中双极性电极6表面的催化材料按如下方法制备得到：

原材料：

钛酸四丁酯、无水乙醇、硝酸、去离子水、石墨粉(预处理后)。

预处理：

将石墨粉放于去离子水中煮沸1h，石墨粉(g)：去离子水(ml)约为6:500。

催化原料的制备：

(1)A液配制：15ml钛酸四丁酯加入45ml无水乙醇中，磁力搅拌10min后，加入预处理后的石墨粉5g。

(2)B液配制：6ml去离子水和1.2ml硝酸加入45ml无水乙醇。

(3)将B溶液逐滴加入A溶液中，滴加速度约为4ml/min，直至反应体系成为不能流动的凝胶体系，得凝胶。

(4)将凝胶置于鼓风干燥机中，在105℃下恒温干燥8h，直到有机溶剂全部挥发，得到灰色粉末，研磨成超细粉末。

(5)将粉末置于马弗炉中，在500℃下煅烧两小时，得催化原料。

将制备好的催化材料按1mg：1ml的比例与粘结胶混匀，然后修饰于双极性电极6表面，放置于空闲处晾干。

实施例1：

如图2至图5所示，一种双极性电极产生羟基自由基的反应器，包括电源1和反应池9，所述的反应池9设置有两个驱动电极11，所述的两个驱动电极11之间设置有双极性电极6，所述的双极性电极6表面设置有催化材料；

所述的反应池9还设置有进水口3、出水口7和进气孔8；

所述的两个驱动电极11分别通过导线2与电源11的正负极连接。所述驱动电极11为石墨板。平行设置在反应池9的内壁中。石墨板化学稳定，不因电流而腐蚀，避免产生大量铁泥，造成二次污染。

所述的反应池9为有机玻璃材质的中空长方体容器，所述的出水口7和进气孔8设置在反应池9的底部，以便向反应池9中曝氧和处理水的排出。所述的进水口3设置在反应池9的上部。

所述的电源1为直流稳压电源，工作电压为1-2V。为电解池提供反应电压。

实施例2：

一种双极性电极产生羟基自由基的反应器，结构如实施例1所述，不同的是：

所述的反应池9设置有固定板安装槽4，固定板安装槽4内设置有固定板5，所述的固定板5设置有缝隙，双极性电极6通过固定板5的缝隙固定设置在两个驱动电极11之间；

所述的固定板5为长方形薄片，固定板5的数量为2片，两片固定板5平行设置；固定板5上的缝隙同样平行设置。此设计的目的在于，将固定板5嵌入反应池9的固定板安装槽4内，以固定双极性电极6。保证了双极性电极6在反应体系中的稳定性。

实施例3：

一种双极性电极产生羟基自由基的反应器，结构如实施例2所述，不同的是：

所述的反应池9设置有驱动电极安装槽12，所述的驱动电极11固定设置在驱动电极安装槽12内。此设计的目的在于，固定驱动电极11。既保证了驱动电极11的稳定性，又保证了反应体系的安全性，不会出现漏电问题。

实施例4：

所述的两个驱动电极11顶部设置有凸起。设计的凸起利于驱动电极11跟直流稳压电源1相连接。

实施例5：

所述的反应池9的底部设置有底座10，用于稳固反应池9。

实施例6：

一种利用实施例1-5任一所述双极性电极产生羟基自由基的反应器降解废水中亚甲基蓝的方法，包括步骤如下：

(1)将含有亚甲基蓝的水溶液注入到反应池9中，然后使用缓冲溶液调节废水的pH值，使废水的pH为3.0；

(2)将反应池9通过进气孔8曝氧处理，使废水中溶解氧达到最大值同时最大限度的去除废水中其他气体；

(3)开启电源1，为电解池9提供稳定的电场环境，同时继续曝氧；

(4)双极性电极6上的催化材料在有氧环境及匀强电场的作用下发生极化作用，形成阴、阳极，与水发生反应，在双极性电极6的阴、阳两极同时产生羟基自由基(·OH)，羟基自由基与亚甲基蓝污染物反应实现降解的目的。

其中阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。

阴极发生的反应式为：H₂O₂+Ti³⁺→OH-+·OH+Ti⁴⁺

阳极发生的反应式为：2H₂O-2e^-→2·OH+2H⁺

产生的羟基自由基(·OH)对废水中的亚甲基蓝进行降解。

化学反应会将难降解的有机物降解成小分子的有机物，直至废水中的亚甲基蓝降解过程完成，关闭直流稳压电源。

试验例1

如实施例6所述，进行3组对照试验。3组实验所降解的亚甲基蓝溶液pH值约为6，体积均为100ml。

分别施加1V、2V、2.5V的电压。反应1h后发现，电压＝1V时，亚甲基蓝降解率为42.62％；电压＝2V时，亚甲基蓝降解率为71.79％；电压＝2.5V时，亚甲基蓝降解率为70.30％。其中，电压＝2.5V时，有轻度水解现象发生。

结果如图7所示，横坐标为时间(min)，纵坐标为浓度(mg/L)。实验表明，电压为2V时，降解效果最好。

试验例2

如实施例6所述，施加2V的电压，进行4组对照试验。

4组实验所降解的亚甲基蓝溶液体积均为100ml，溶液pH分别调成3,4,5,6。反应1h后发现，pH＝3的降解率为92.93％；pH＝4的降解率为81.92％；pH＝5的降解率为74.20％；pH＝6的降解率为71.79％。

结果如图8所示，横坐标为时间(min)，纵坐标为浓度(mg/L)。实验表明，pH＝3时，降解效果最好。

试验例3

如实施例6所述，施加2V的电压，进行3组对照试验。

3组实验所降解的亚甲基蓝溶液体积均为100ml，溶液pH＝3。分别在25℃，40℃，50℃的外界环境下反应。

结果如图9所示，横坐标为时间(min)，纵坐标为浓度(mg/L)。实验表明50℃时降解效果最好。

试验例4

如实施例6所述，进行无催化材料对比试验。

施加电压＝2V,pH＝3。两组实验温度分别为25℃和40℃，反应1h。结果如图10所示。

可知，当温度为25℃时，有催化材料的降解率为92.93％，无催化材料的降解率为68.35％；当温度为40℃时，当反应器中有催化材料存在时，其反应大约35min时的效果跟无催化材料反应1h的效果相接近。

实验表明，有催化材料时的处理效果要明显好于无催化材料。

试验例5

如实施例6所述，进行光照对比试验。

电压＝2V，pH＝3，温度25℃，反应1h，进行对照试验。结果如图11所示。第一组，在有光条件下反应，降解率为92.93％；第二组，在无光条件下反应，降解率为91.92％。两者相差无几。实验表明，光照不会对实验产生影响。

试验例6

如实施例6所述，进行5组平行降解试验，目的是确定材料稳定性。

在相同的条件(2V,pH＝2，温度25℃)下反应时，亚甲基蓝降解率分别为92.93％；90.97％；89.15％；91.46％；91.29％。结果如图12所示。

实验表明，该催化材料具有良好的稳定性。

试验例7

以三维电极进行对比试验。

将等量催化材料洒在等量亚甲基蓝溶液中，pH＝3。在未通电情况下，进行6次连续实验，利用催化材料的吸附性降解亚甲基蓝溶液，以尽量使催化材料达到吸附饱和。经过6次连续试验后，保持条件不变，进行第7次试验，通电反应1h，定时取样，观察降解情况。结果如图13所示。

在运行第7次实验时发现，将初始浓度为5.853mg/L的亚甲基蓝溶液置于含有催化材料颗粒的的反应器中时，短时间内(1min内)搅拌均匀测其浓度为3.956mg/L,在此基础上进行通电降解，构建三维电极体系，发现1h后亚甲基蓝溶度为1.121mg/L，在催化材料吸附与电分解的作用下，亚甲基蓝的降解率为80.85％，低于双极电极体系的92.93％。

实验表明，双极电极体系优于三维电极体系。

试验例8

测试实施例6所述降解过程中产生的羟基自由基。

羟基自由基的测定方法如下：

原材料：

去离子水、无水硫酸钠、氧气

(1)配溶液

将0.71g无水硫酸钠置于100mL去离子水中，磁力搅拌至无水硫酸钠完全溶解，调节PH＝3；

(2)曝气

将上述溶液曝气0.5h，使其氧气达到饱和；

(3)运行

将上述溶液倒入反应器，将涂有催化材料的反应电极悬置于溶液中，驱动电极置于反应器内壁，施加2V电压，通电运行1h，同时继续保持曝气；1h后取样检测；

(4)测样

用电子顺磁共振(EPR)检测羟基自由基。

结果如图14所示。

实验表明，在阴阳两极明显产生了羟基自由基。

通过多次实验表明，双极电极体系具有较高的降解率和良好的降解效果，在pH＝3、T＝50℃、电压为2V时更容易达到降解目的。

Claims

1.一种双极性电极产生羟基自由基电化学处理污废水的反应器，其特征在于，该反应器包括电源和反应池，所述的反应池设置有两个驱动电极，所述的两个驱动电极之间设置有双极性电极，所述的双极性电极表面设置有催化材料，所述的双极性电极在阳极和阴极均产生羟基自由基；

所述的反应池还设置有进水口、出水口和进气孔；

所述的两个驱动电极分别通过导线与电源的正负极连接；

所述的催化材料按如下步骤制备得到：

（1）将石墨粉放于去离子水中煮沸1h，石墨粉的质量与去离子水的体积比为22g:1L；

（2）将钛酸四丁酯加入到无水乙醇中，搅拌均匀后，加入石墨粉，得A溶液；

（3）将去离子水和硝酸加入到无水乙醇中，搅拌均匀，得B溶液；

（4）将B溶液逐滴加入A溶液中，直至反应体系成为不能流动的凝胶体系，得凝胶；

（5）将凝胶干燥后研磨，然后煅烧，即得催化材料。

2.根据权利要求1所述的双极性电极产生羟基自由基电化学处理污废水的反应器，其特征在于，所述的反应池设置有固定板安装槽，固定板安装槽内设置有固定板，所述的固定板设置有缝隙，双极性电极通过固定板的缝隙固定设置在两个驱动电极之间。

3.根据权利要求2所述的双极性电极产生羟基自由基电化学处理污废水的反应器，其特征在于，所述的固定板为长方形薄片，固定板的数量为两片，两片固定板平行设置；固定板上的缝隙同样平行设置。

4.根据权利要求1所述的双极性电极产生羟基自由基电化学处理污废水的反应器，其特征在于，所述的反应池设置有驱动电极安装槽，所述的驱动电极固定设置在驱动电极安装槽内。

5.根据权利要求1所述的双极性电极产生羟基自由基电化学处理污废水的反应器，其特征在于，所述驱动电极为石墨板。

6.根据权利要求1所述的双极性电极产生羟基自由基电化学处理污废水的反应器，其特征在于，所述的反应池为中空长方体容器。

7.根据权利要求6所述的双极性电极产生羟基自由基电化学处理污废水的反应器，其特征在于，所述的中空长方体容器为有机玻璃材质。

8.根据权利要求1所述的双极性电极产生羟基自由基电化学处理污废水的反应器，其特征在于，所述的电源为直流稳压电源，工作电压为1-2V。

9.根据权利要求1所述的双极性电极产生羟基自由基电化学处理污废水的反应器，其特征在于，所述的两个驱动电极顶部设置有凸起，所述的反应池的底部设置有底座，用于稳固反应池；所述双极性电极为板状。

10.权利要求1所述的双极性电极产生羟基自由基电化学处理污废水的反应器的应用，用于降解废水中的亚甲基蓝。

11.根据权利要求10所述的双极性电极产生羟基自由基电化学处理污废水的反应器的应用，其特征在于，降解废水中亚甲基蓝的方法，包括步骤如下：

（1）将含有亚甲基蓝的水溶液注入到反应池中，然后使用缓冲溶液调节废水的pH值，使废水的pH为3.0；

（2）将反应池通过进气孔曝氧处理，使废水中溶解氧达到最大值同时最大限度的去除废水中其他气体；

（3）开启电源，为电解池提供稳定的电场环境，同时继续曝氧；

（4）双极性电极上的催化材料在有氧环境及匀强电场的作用下与水发生反应，在双极性电极的阴、阳两极同时产生羟基自由基，羟基自由基与亚甲基蓝污染物反应实现降解的目的。