直接电解法处理染料废水的研究

实验以Ti为基体，分别采用热分解法和阳极电沉积法制备了SnO2和PbO2电极。用XRD、SEM、XPS和稳态极化、循环伏安法分别对上述电极进行结构特性表征和电化学特性检测。实验结果表明，在相同工作条件下，SnO2电极的析氧电势比PbO2电极高300～500mV，且其作为阳极降解的直接染料(直接橙S和直接耐晒黑G)模拟废水COD值下降速度快。在模拟染料废水处理体系中，提高反应温度有利于染料的降解。SnO2电极阳极氧化染料溶液过程中，能定性检测到降解产物——CO2。     

掺杂锰矿粉的PbO2复合电极的制备与应用

采用高压塑片法制备了纯PbO2电极及掺杂锰矿粉的PbO2复合电极,通过扫描电镜、加速寿命测试对电极性能进行了考察,并探讨了用PbO2复合电极对弱酸性桃红BS溶液进行的电催化降解机制和工艺条件.结果表明.PbO2复合电极的使用寿命是纯PbO2电极的3.3倍;在所考察的范围内,随着电流密度的增大,染料转化率和COD去除率均随之增加-当电流密度由70mA/cm2增加到90 mA/cm2时,染料转化率和COD去除率增加趋势减缓;溶液pH对染料降解有影响,弱酸性桃红BS溶液在强酸和强碱条件下的降解效果较好,pH在3.98～7.99时,染料转化率和COD去除率变化不大;染料转化率和COD去除率均随着电解时间呈递增关系,3.0 h后上升趋势逐渐减缓;支持电解质为NaCl时,能使染料转化率迅速提高,但其COD去除率不是很高;支持电解质为KNO3时,能显著提高弱酸性桃红BS溶液的COD去除率,0.5 h时COD去除率达到83%以上.另外,通过加入羟自由基清除剂叔丁醇的研究表明,在弱酸性桃红BS的降解过程中,有羟自由基产生并参与了催化降解反应.     

酸性橙7在PbO2/Ti和IrO2-Ta2O5/Ti电极上的电催化氧化

采用PbO2/Ti和IrO2-Ta2O5/Ti电极对酸性橙7(AO7)模拟废水进行了电解处理实验研究。考察了2种电极上不同电流密度条件下AO7的去除率、反应动力学、COD去除效果及瞬时电流效率,结果表明,在相同条件下,PbO2/Ti电极表现出更好的处理效率、更适合用于AO7的矿化。循环伏安(CV)曲线表明,PbO2/Ti电极具有更高的析氧电位且在AO7电解液中出现了氧化峰,说明PbO2/Ti电极对AO7具有更好的催化活性和直接氧化能力。紫外可见光谱对比分析表明,IrO2-Ta2O5/Ti电极对AO7的结构破坏速度缓慢且伴随苯胺等中间产物产生,对AO7的矿化程度弱。对比结果说明PbO2/Ti电极更适合于偶氮类染料废水的电催化氧化处理。     

Ce-PbO_2/C电极的制备及其去除水中酸性红B

采用电沉积法制备铈修饰的PbO2/C电极,通过SEM、XRD、XPS及循环伏安对PbO2/C、Ce-PbO2/C电极进行表征,结果表明,Ce-PbO2/C电极比PbO2/C颗粒细小,表面均匀致密,电化学氧化能力较强,修饰电极中Ce以CeO2的形态存在。以Ce-PbO2/C为工作电极,电解浓度为1 000 mg/L的高盐酸性红B模拟活性染料废水,考察了电压、pH、电解质浓度、极间距对脱色率、氨氮去除率及COD去除率的影响。确定适宜工艺条件为：初始酸性红B溶液浓度为1 000 mg/L,pH值为6,电压10 V,电解时间1 h,电极间距1.5 cm,该条件下脱色率、氨氮去除率和COD去除率分别为99.98%、97.23%和90.17%。通过UV-Vis及GC-MS初步分析了降解过程可能存在的中间产物及降解途径。     

Ce-PbO2/C电极的制备及其去除水中酸性红B

采用电沉积法制备铈修饰的PbO2/C电极,通过SEM、XRD、XPS及循环伏安对PbO2/C、Ce-PbO2/C电极进行表征,结果表明,Ce-PbO2/C电极比PbO2/C颗粒细小,表面均匀致密,电化学氧化能力较强,修饰电极中Ce以CeO2的形态存在。以Ce-PbO2/C为工作电极,电解浓度为1 000 mg/L的高盐酸性红B模拟活性染料废水,考察了电压、pH、电解质浓度、极间距对脱色率、氨氮去除率及COD去除率的影响。确定适宜工艺条件为:初始酸性红B溶液浓度为1 000 mg/L,pH值为6,电压10 V,电解时间1 h,电极间距1.5 cm,该条件下脱色率、氨氮去除率和COD去除率分别为99.98%、97.23%和90.17%。通过UV-Vis及GC-MS初步分析了降解过程可能存在的中间产物及降解途径。     

沉淀剂对稀土Gd掺杂SnO2/Ti涂层阳极性能的影响

实验采用共沉淀法,以无机盐SnC14·5H2O、Sb2O3、Gd(NO3)3为前驱体,制备稀土Gd掺杂SnO2/Ti多组分涂层阳极.研究了用不同沉淀剂制备的电极以苯酚为目标有机物的电化学降解特性,以考察沉淀剂对稀土Gd掺杂SnO2/Ti阳极性能的影响;并对所制备的涂层阳极进行了SEM、XRD、XPS等表征及阳极极化曲线、循环伏安曲线测试,分析并讨论了沉淀剂对稀土Gd掺杂SnO2/Ti阳极性能的影响机理.结果表明,沉淀剂对稀土Gd掺杂SnO2/Ti电极性能有较大的影响,在本实验条件,以氨水为沉淀剂所制备的电极电催化性能较好,稳定性能较高.     

溶胶-凝胶法制备稀土Gd掺杂SnO2电催化电极的实验研究

本实验采用溶胶-凝胶法,以无机盐SnCl4·5H2O、Sb2O3、Gd(NO3)3为前驱体,制备稀土(Gd)掺杂Sn、Sb溶胶,以钛电极为基材利用该溶胶制备稀土(Gd)掺杂SnO2涂层电极.优化了溶胶-凝胶法制备稀土Gd掺杂SnO2涂层电极的实验条件,研究了在不同加水量、柠檬酸量、pH值等条件下所制备的电极以苯酚为目标有机物的电化学降解特性,对所获得的电极进行了TOC测试及SEM、XRD和XPS等表征,分析并讨论了稀土掺杂对SnO2电极性能的影响机理.结果表明,溶胶-凝胶法制备稀土掺杂SnO2涂层电极是可行的,稀土Gd的掺杂有利于SnO2电极电催化性能的提高,而且不同的加水量、柠檬酸量、pH值对电极性能有一定的影响.本实验条件下,加水量(水与前驱体总量摩尔比)R为36、柠檬酸加入量(柠檬酸与前驱体总量之摩尔比)N为1.0、溶胶pH值为2时所制备的电极降解效果最好,电极最稳定.所获得的电极为纳米涂层电极,其表面涂层中SnO2、Gd2O3等催化活性物质的含量均较高,对苯酚的降解有较好的效果.     

高压塑片法制备PbO2电极及其处理染料废水的研究

利用高压甥片法制备了一种新型PbO2电极,采用X衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对电极性能进行表征,并研究了其用于处理难降解染料废水(以中性枣红为例)的降解效果.结果表明.该电极不仅具有较高的电催化活性,而且还有很好的抗腐蚀性能,适合含高盐度废水的预处理.通过与普通石墨电极的对比研究发现,该电极在染料脱色和去除COD方面都有明显的优势.在此基础上,提出了新型PbO2电极降解有机物的作用机制.     

基于Ti/SnO_2阳极氧化法的典型染料废水电化学氧化规律

采用Ti/SnO2电极间接阳极氧化法处理直接深棕M和活性艳蓝KNR模拟染料废水,研究电解质种类、pH、电压、NaCl投加量及电解时间对其降解效果的影响;在最佳组合条件下,通过分析UV-Vis光谱以及降解过程中氮元素的存在形式,研究上述2种染料的降解规律。结果表明,在pH为3,电压20 V,NaCl投加量为2.5 g/L的条件下,电解30 min后,直接深棕M和活性艳蓝KNR的脱色率分别达到80%和95%,60 min后直接深棕M的COD去除率可达75%,活性艳蓝KNR的COD去除率达到90%;电解60 min后,直接深棕M的偶氮双键完全破坏,萘环和苯环结构被逐步降解,活性艳蓝KNR溶液电解2 min,其分子结构中的蒽醌共轭体系被破坏,随反应的进行,蒽醌结构逐渐被破坏,染料逐步降解。     

基于Ti/SnO2阳极氧化法的典型染料废水电化学氧化规律

采用Ti／SnO2电极间接阳极氧化法处理直接深棕M和活性艳蓝KNR模拟染料废水，研究电解质种类、pH、电压、NaCl投加量及电解时间对其降解效果的影响；在最佳组合条件下，通过分析uV—Vis光谱以及降解过程中氮元素的存在形式，研究上述2种染料的降解规律。结果表明，在pH为3，电压20V，NaCl投加量为2．5g／L的条件下，电解30min后，直接深棕M和活性艳蓝KNR的脱色率分别达到80％和95％，60min后直接深棕M的COD去除率可达75％，活性艳蓝KNR的COD去除率达到90％；电解60min后，直接深棕M的偶氮双键完全破坏，萘环和苯环结构被逐步降解，活性艳蓝KNR溶液电解2min，其分子结构中的蒽醌共轭体系被破坏，随反应的进行，蒽醌结构逐渐被破坏，染料逐步降解。     

铁阳极电凝聚处理活性黑KN-B染料废水

对铁阳极电凝聚处理活性黑KN-B染料废水过程进行了实验研究.考察了电流密度、染料溶液初始pH值、电介质浓度及种类、温度、染料浓度等因素对脱色效率的影响.结果表明,在一定实验条件下,活性黑KN-B模拟废水的脱色效率达93%;电流强度、染料浓度、电解液初始pH值及电解质的种类对染料溶液脱色效率影响显著,电解液温度、电解质的浓度对脱色效率的影响不明显;以铁为阳极的原位电凝聚处理活性黑KN-B模拟废水混凝过程中主要作用机理以吸附电性中和为主;电凝聚过程中活性黑KN-B在阴极上发生了还原反应.     

ACF电极电解处理含NaCl结晶紫染料废水的研究

以吸附结晶紫达到饱和的活性炭纤维为阳极,在NaCl介质中对初始浓度为100 mg/L的结晶紫染料废水进行了电解脱色处理。实验考察了NaCl浓度、pH值和电流密度等对溶液脱色率的影响,测定了电解时溶液中生成的游离氯浓度及不同电解时间后溶液的紫外-可见吸收光谱曲线,并对不同电解时间后溶液的归一化吸光度比值进行了计算。结果发现,溶液中所产生的游离氯的浓度随电解时间的增加快速上升,20 min时就几乎达到了最大值;在活性氯的作用下,结晶紫分子中的大π共轭体系被破坏,溶液迅速脱色;电解液中所含的NaCl浓度、电解液的pH值和电流密度等都对脱色率有影响;在一定实验条件下,初始浓度为100 mg/L的结晶紫染料废水在电解60 min后脱色率可高达99.3%。     

直接红染料的臭氧脱色与中间产物研究

以直接红B模拟染料废水为研究对象，考察了臭氧化过程中染料溶液的吸光度和TOC的变化，同时利用离子色谱仪和GC/MS对染料的降解过程进行了分析，最后用发光细菌法检测了染料溶液急性毒性的变化。结果表明，臭氧对染料的降解符合一级反应动力学，20 min时对染料的脱色率达到99.2%；反应40 min后TOC减少32.55%，染料分子有97.8%的S被氧化为SO^2-₄，偶氮键被臭氧化为N₂，分子中的仲胺基小部分转化成游离NH⁺₄和NO^-₃；在臭氧化过程前期新生成的醛类和酰胺类物质使溶液急性毒性迅速上升，25 min后溶液毒性开始逐渐下降。     

因子设计法优化掺硼金刚石电催化降解染料废水

掺硼金刚石电催化工艺(BDD工艺)作为当前热门的水处理技术,已被成功用于降解多种有机污染物。采用因子设计方法,考查了BDD工艺对偶氮染料金橙-Ⅱ的降解效能。实验选用染料初始浓度、反应时间、电解质浓度、施加电流和流速作为操作参数,并以脱色率作为响应指标来评估各参数的统计学显著性。在考察的5个因素中,前两者对于处理效果具有最为显著的影响。为此,在高因子水平情况下又进一步分析了它们的主效应和相互效应,同时构造了回归模型。实验结果表明,因子设计法对于优化BDD工艺是非常适用的,并显示了其实际应用的前景。     

TiO_2胶体光催化降解罗丹明B染料

TiO2胶体从钛氧有机物水解制备,表征的方法有：X射线衍射光谱（XRD）、激光散射粒径分布、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线光电子谱（XPS）和透射电子显微镜（TEM）。利用罗丹明B染料分子作为探针分子研究TiO2胶体的光催化活性,分析了pH、催化剂用量、外加氧化剂（H2O2）用量及罗丹明B初始浓度对TiO2胶体光催化活性的影响。结果表明：制备的TiO2胶体粒子平均粒径为13.8 nm（激光散法测定）,光催化降解罗丹明B染料的反应属于一级动力学反应,可以用Langmuir-Hinshewood模型加以描述,反应速率常数k1为0.08413 mg/（L.min）,平衡吸附常数k2为1.5305 L/mg;在pH为6,TiO2胶体用量为0.04%,H2O2（含量30%）用量为0.2%（V/V）,光照度为69.6μW/cm2时,5 h后罗丹明B染料的降解率可达到99%以上;相似的条件,0.2%的P25 TiO2粉体光催化处理染料水时,罗丹明B的降解率为90%。纳米TiO2胶体不仅可以提高罗丹明B的光催化降解率,还具有用量少,可有效降低水处理成本的特点。     

TiO2胶体光催化降解罗丹明B染料

TiO2胶体从钛氧有机物水解制备,表征的方法有:X射线衍射光谱(XRD)、激光散射粒径分布、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子谱(XPS)和透射电子显微镜(TEM)。利用罗丹明B染料分子作为探针分子研究TiO2胶体的光催化活性,分析了pH、催化剂用量、外加氧化剂(H2O2)用量及罗丹明B初始浓度对TiO2胶体光催化活性的影响。结果表明:制备的TiO2胶体粒子平均粒径为13.8 nm(激光散法测定),光催化降解罗丹明B染料的反应属于一级动力学反应,可以用Langmuir-Hinshewood模型加以描述,反应速率常数k1为0.08413 mg/(L.min),平衡吸附常数k2为1.5305 L/mg;在pH为6,TiO2胶体用量为0.04%,H2O2(含量30%)用量为0.2%(V/V),光照度为69.6μW/cm2时,5 h后罗丹明B染料的降解率可达到99%以上;相似的条件,0.2%的P25 TiO2粉体光催化处理染料水时,罗丹明B的降解率为90%。纳米TiO2胶体不仅可以提高罗丹明B的光催化降解率,还具有用量少,可有效降低水处理成本的特点。     

介孔TiO2的制备及光催化降解有机染料的研究

以十六烷基三甲基溴化胺为模板剂,用溶胶-凝胶法制备了介孔TiO2,用x射线衍射、透射电子显微镜、热重/差热分析及氮气吸附等方法对其进行了分析表征,并用偶氮染料阳离子红X-GRL为目标污染物分析了它的光催化活性.实验结果表明,450℃热处理后的介孔TiO2是锐钛矿型的,平均孔径为18 nm.氮气吸附曲线呈典型的介孔材料Ⅳ型吸附等温线特征.由于介孔TiO2具有较大的比表面积,因此表现出比非介孔TiO2高的光催化活性.     

不同电极降解2-氯苯酚

采用电沉积法制备了4种钛基二氧化铅电极,并与商业化的钛基RuO2电极进行了对比。分别用XRD和阳极极化曲线对电极性能进行了表征,并以2-氯苯酚为目标污染物,考察了6种电极的电催化氧化性能。研究结果表明,以钛板为基体的系列电极的综合性能优于以钛网为基体的相应电极。以β-PbO2为活性外层的二氧化铅电极的综合性能优于以RuO2为活性外层的电极。6种电极对2-氯苯酚降解反应均遵循一级反应动力学规律。其中Ti/α-PbO2/β-PbO2电极析氧电位最高,电催化性能最好,对2-氯苯酚的去除率可达99.3%。     

光助Ce-Fe/Al2O3催化H2O2降解阳离子红GTL模拟废水

利用Ce-Fe/Al₂O₃为催化剂的非均相光Fenton体系降解阳离子红GTL模拟废水，考察了H₂O₂浓度、催化剂用量、初始pH值及不同工艺过程对降解效果的影响，通过紫外-可见漫反射光谱、红外光谱、XPS手段研究铁在反应中的价态变化。结果表明，在11 W低压汞灯照射下，非均相光Fenton体系能够有效地降解结构稳定的阳离子红GTL，在pH 6，反应温度20℃，时间90 min，Ce-Fe/Al₂O₃ 2 g/L，H₂O₂浓度340 mg/L，含50 mg/L阳离子红GTL模拟废水TOC去除率为92.40%；光Fenton反应中Fe(Ⅲ)转化为Fe(Ⅱ)。     

电化学法生成Fenton试剂及其在工业染料废水降解脱色中的应用

以多孔石墨电极为阴极 ,电解时在阴极通以氧气或空气 ,电解生成的过氧化氢与阳极溶解的Fe2 +进行随后化学反应 ,现场生成羟基自由基 (Fenton试剂 ) ,进而对有机染整工业废水进行降解脱色反应。以可见光吸收谱图表征了工业染料废水经电解槽处理后吸光度的变化 ,以重铬酸钾法测试染料处理后的COD。实验结果表明 ,COD的去除率大于 80 % ,染料的脱色率达 1 0 0 % ,若将电解电流密度控制在 1 0mA/cm2 以下 ,槽电压可控制在 5V以内。实验结果表明 ,向阴极多孔石墨电极中通入空气与通入氧气的效果一致。