解决掺硼金刚石（BDD）电极的改性及优化的问题

需求的背景和应用场景

掺硼金刚石（BDD）电极因其独特的电化学性质，在废水处理及资源回收领域展现出巨大潜力。当前，在含铜微蚀废液的处理过程中，BDD电极作为正极被广泛应用，旨在通过电解方式高效回收铜资源，并将废液中的硫酸钠氧化成具有更高价值的过硫酸钠。然而，现有BDD电极在实际应用中面临诸多挑战，包括基材选择有限、电极尺寸与性能不匹配、使用寿命短以及最佳使用条件不明确等问题，这些问题严重制约了处理效率和经济效益。因此，提出对BDD电极进行改性及优化的技术需求，旨在解决上述痛点，提升废水处理及资源回收的效率与可持续性，满足废水资源再生利用行业对高效、稳定电极材料的迫切需求。

要解决的关键技术问题

1. 基材选择与改性：探索并筛选出适用于含铜微蚀废液处理的高性能基材，通过表面改性技术（如涂层、掺杂等）提升基材与BDD的结合力及电化学性能。
2. 电极尺寸与结构设计：根据电解槽的实际尺寸及流体动力学特性，优化电极的尺寸与形状，确保电流分布均匀，提高电解效率。
3. 性能提升与寿命延长：通过调整掺硼量、热处理工艺等参数，提升BDD电极的导电性、耐腐蚀性及机械强度，从而延长电极的使用寿命。
4. 最佳使用条件探索：研究电极在不同电流密度、温度、pH值等条件下的电解性能，确定最优操作参数，实现高效、稳定的废液处理及资源回收。
5. 电解过程优化：结合电化学原理，优化电解过程中的传质与传热机制，减少能耗，提高铜的回收率和硫酸钠向过硫酸钠的转化率。

效果要求

1. 效率提升：改性后的BDD电极应显著提高电解效率，铜的回收率需达到95%以上，硫酸钠向过硫酸钠的转化率提升至90%以上。
2. 成本降低：通过延长电极使用寿命和优化电解过程，降低处理成本，提高经济效益。
3. 稳定性增强：改性电极需具备良好的电化学稳定性和机械强度，能在长期运行中保持稳定的性能。
4. 创新性突出：所提出的改性方法及优化策略应具有显著的创新性，能够为废水资源再生利用领域提供新的技术思路和解决方案。
5. 环境友好：整个处理过程应符合环保要求，减少二次污染，实现绿色、可持续的废水处理及资源回收。