Rh-MoS2/泡沫镍电催化还原对氟苯酚

采用电沉积法制备了MoS₂/泡沫镍电极,在此基础上,通过原子掺杂的方式制备了Rh-MoS₂/泡沫镍复合电极,运用多种手段表征了电极的结构、形貌和电化学性能,比较了掺杂Rh前后MoS₂/泡沫镍电极对对氟苯酚(4-FP)的催化还原效果,探讨了4-FP的降解机理。表征结果显示：Rh的掺杂促进了2H相MoS₂转变为1T相MoS₂,改善了MoS₂的催化性能;在0.05 mol/L的Na₂SO₄溶液中,当电流密度为10 mA/cm²时,Rh-MoS₂/泡沫镍的过电位和Tafel斜率分别为190.3 mV和70 mV/dec,远低于MoS₂/泡沫镍。实验结果表明：在工作电位-1.3 V、初始pH 3.3、温度293 K的条件下,电解180 min后,Rh-MoS₂/泡沫镍复合电极对4-FP的去除率为96%;Rh-MoS₂     

泡沫镍负载La3+-TiO2催化剂对苯的可见光降解

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂La³⁺的TiO₂（La³⁺-TiO₂），并负载于泡沫镍上，制得泡沫镍负载La³⁺-TiO₂催化剂。采用XRD、DSC、荧光发射光谱以及SEM方法进行了表征分析。研究了泡沫镍负载La³⁺-TiO₂催化剂在可见光下对苯的降解效果，并对苯的光催化降解动力学特性进行了分析。实验结果表明：在最佳焙烧温度和焙烧时间分别为400 ℃和1 h的条件下，La³⁺-TiO₂的晶相主要为锐钛矿型；负载后，La³⁺-TiO₂颗粒填充于泡沫镍的空洞中，比表面积增加，光催化活性得以提高；在不同初始苯质量浓度和催化剂使用次数条件下，苯的降解率不同，最高可达92.9 %；光催化降解过程遵循拟一级动力学规律。     

Fe3O4-PTFE电极制备条件和双阴极电-Fenton反应条件的优化

制备了Fe₃O₄-聚四氟乙烯（PTFE）电极,优化了原料配比和焙烧温度。对比了Fe₃O₄-PTFE单阴极和Fe₃O₄-PTFE与乙炔碳黑-PTFE电极并联双阴极体系对模拟Rhb染料废水的处理效果。实验结果表明：在m（Fe₃O₄）∶m（PTFE）=3.0∶2.5、焙烧温度为300 ℃的条件下制备Fe₃O₄-PTFE电极,采用阴极电-Fenton法降解模拟Rhb废水的效果最佳,电解反应120 min时Rhb降解率达86.91%;Fe₃O₄-PTFE电极与乙炔碳黑-PTFE电极并联作为双阴极电解Rhb废水时,最佳电压为6 V,最佳初始废水pH为3,在此条件下电解反应120 min时Rhb降解率达91.65%。     

泡沫镍负载TiO2电极光电催化降解废水中的农药敌百虫

采用溶胶-凝胶法制备泡沫镍负载TiO2电极,并用场发射扫描电子显微镜和XRD仪对其表面形貌、颗粒大小和晶体结构进行表征.以紫外灯为光源,负载TiO2的泡沫镍电极为阳极,Pt电极为阴极,建立光电催化体系,对废水中的农药敌百虫进行降解.当采用浓度0.02 mol/L的NaCl溶液为电解质溶液、初始废水pH为6.0、电流密度为2.5 mA/cm2、降解时间为120 min时进行光电催化反应,模拟敌百虫废水COD的去除率达到81.8％.     

高级氧化法处理光引发剂生产废水

分别采用臭氧氧化、微电解—Fenton氧化和电化学降解的方法处理COD为6 000~8 000 mg/L、BOD₅/ COD为 0.12~0.17的光引发剂生产废水,比较了3种方法对废水中COD的去除效果。实验结果表明：臭氧氧化反应2 h时废水COD去除率达35.9%,BOD₅/COD 为0.20;微电解反应4 h再Fenton氧化4 h后,废水COD去除率为38.2%,BOD₅/COD 为0.28;电化学降解2 h后废水COD去除率达83.9%,BOD₅/COD 为0.46,降解反应遵循零级反应动力学,反应速率常数为2.6 kg/（m³·h）。3种方法对光引发剂生产废水的处理效果顺序为：电化学降解>微电解—Fenton氧化>臭氧氧化。     

光电催化氧化法脱色处理刚果红染料废水

采用阴极还原法制备了泡沫镍负载纳米ZnO（ZnO/Ni）电极，采用SEM和XRD技术对ZnO/Ni电极进行了表征。以高压汞灯为光源，ZnO/Ni电极为阳极，铂电极为阴极，对模拟刚果红染料废水进行了光电催化脱色处理。考察了催化工艺、电解质种类及浓度、初始废水pH和反应温度等因素对刚果红降解率的影响。表征结果显示， 制备的纳米ZnO呈六方晶系结构，平均粒径为23.6 nm。实验结果表明，当外加电流为1.0 mA时，在初始刚果红质量浓度为30 mg/L、电解质Na₂SO₄浓度为0.050 mol/L、初始废水pH为5、反应温度为50 ℃的条件下，光电催化反应60 min后，刚果红降解率为86.36%，COD和色度的去除率分别达到70.56%和92.86%。     

碳纳米管修饰泡沫镍空气扩散电极电-Fenton法降解水中对硝基酚

采用涂覆焙烧法制备碳纳米管修饰泡沫镍空气扩散电极,并用环境扫描电子显微镜和循环伏安法对其表面形貌和氧化还原特性进行了表征。考察了该电极还原O2产生H2O2的性能及对水中对硝基酚的降解性能。表征结果表明:碳纳米管修饰泡沫镍空气扩散电极具有多级孔道结构;在-0.6 V处具有较强的氧双电子还原峰。实验结果表明:当电流为150 m A、反应时间为120 min时,产生的H2O2的质量浓度为321.38 mg/L;在外加0.1 mmol/L Fe SO4形成的电-Fenton体系中,反应30 min后对硝基酚去除率可达95.90%;且该电极重复使用10次的对硝基酚去除率为92%~96%。     

蒽醌修饰石墨毡电极预处理头孢合成废水

以钛涂钌电极为阳极、自制蒽醌修饰石墨毡电极为阴极,对头孢合成废水(COD=25 000~30 000 mg/L、ρ(NH3-N)=850~1 300 mg/L、色度为2 300~2 680度)进行了电化学氧化预处理,优化了电解条件,并对电化学体系的动力学和稳定性进行了分析。实验结果表明:蒽醌的存在可改善电化学氧化降解效果;在电解时间50 min、电流密度0.14 A/cm2、Na2SO4浓度0.1 mol/L、极板间距2 cm、初始废水p H 7.0的条件下,废水的COD、色度、NH3-N的去除率分别可达45.3%,66.9%,33.6%;BOD5/COD由处理前的0.27增至0.40,可生化性得到改善;COD、色度、NH3-N的电化学氧化降解过程均近似符合一级动力学方程;且该电化学体系的应用稳定性良好。     

臭氧氧化-三维电极电解联用技术深度处理造纸废水

采用臭氧氧化-三维电极电解联用技术深度处理造纸废水,通过单因素及正交实验法确定了最优工艺条件,并探讨了反应的动力学和机理。实验结果表明:废水处理的最优工艺条件为电极间距1.5 cm、电流密度9mA/cm~2、臭氧曝气量15 mL/min、活性炭填充量22 g/L、反应时间60 min,该工艺条件下,废水的COD去除率达93.70%;臭氧氧化-三维电极电解联用技术对废水中COD的去除过程符合一级反应动力学方程;臭氧氧化和三维电极电解间存在协同效应。     

Ti/RuO2-IrO2-TiO2电极电解产生活性氯

采用电解法产生活性氯,降解废水中的有机物。考察了活性氯产生量的影响因素,并对Ti/RuO₂-IrO₂-TiO₂电极电解实际含氯废水的处理效果进行了研究。实验结果表明:通过增加Cl^-浓度和电流密度、减少SO₄^2-浓度和极板间距、降低电解温度的方法能够提高活性氯产生量,从而提高电极降解有机物的效果;对于Cl^-浓度为0.005 mol/L、COD为49 mg/L的废水,使用Ti/RuO₂-IrO₂-TiO₂电极,在极板间距为0.5 cm、电解温度为20 ℃、电流密度为20 mA/cm²、初始pH为8.0的条件下电解处理60 min,废水BOD₅/COD值由0.04提高到0.25,COD降至24 mg/L,达到DB 11/307—2013《水污染综合排放标准》中排入地表水体污染物B类排放限值(COD≤30 mg/L)的要求。     

Electrochemical Degradation of Chitosan Using Ti/Sb–SnO2 Electrode

The electrochemical degradation of chitosan using Ti/Sb–SnO₂ electrode was studied in this work. The experimental results showed that as a non-active electrode with high oxygen potential, Ti/Sb–SnO₂ electrode had a good efficiency for degrading chitosan. The kinetic behavior of electrochemical degradation of chitosan using Ti/Sb–SnO₂ electrode and the function relationship between experimental parameters and degradation rate constant were also investigated. The kinetic analysis revealed that this electrochemical process using Ti/Sb–SnO₂ electrode obeyed the zeroth–order reaction kinetics under the experimental conditions examined. The degradation rate constant at Ti/Sb–SnO₂ electrode had the linear relationship with 1.13 power of current density, ?1.36 power of initial concentration of chitosan and 0.19 power of concentration of acetic acid, The temperature dependences of the degradation rate constant could be expressed by the Arrhenius equation. The concentration of sodium acetate had a negligible influence on the degradation rate constant.     

海上含聚污水电化学处理装置的优化

为解决传统电化学方法在含聚污水处理时电极板消耗严重、絮渣量大的问题,通过改进电极板材料、组合数及结构等,研究适度降解-除油一体化电化学技术,在降低渣泥量的同时保证处理效果。实验结果表明:最佳电极板组合为"网状惰性金属复合物极板(阳)-网状铝极板(阴)-网状铝极板(阴)-网状惰性金属复合物极板(阳)";在电解电流为4.0 A、极板间距为8.0 cm、面体比(电极板面积与处理污水量的比值)为2/17 cm~2/mL、电解时间为30 min的最佳处理条件下,几乎无絮渣产出,含聚污水的浊度去除率为93.3%、聚合物降解率为92.0%、除油率为95.0%,展现了优良的处理效果。     

Two-stage Sequential Electrochemical Treatment of Nitrate Brine Wastes

Nitrates in concentrated brines can be electrochemically reduced in the cathodic chamber of a split-cell electrochemical reactor with formation of ammonium (and small amounts of nitrite). Fortunately, ammonium may be electrochemically oxidized to nitrogen gas in the anodic reaction chamber if a coupled sequential process is used. The presence of chloride in the brine waste is an important consideration in oxidative electrochemical processes, however, because it cycles through oxidized and reduced states at the electrode surfaces and in the bulk solution. Electrochemical oxidation converts chloride ions to “active chlorine” species with additional oxidizing capability (chlorine, hypochlorous acid and hypochlorite – essentially bleach), as well as to chlorates, depending on the reaction conditions. The production of these active species improves treatment performance in the ammonium oxidation phase since oxidation is no longer limited to the electrode surface. However, the process must be engineered to minimize loss of process efficiency due to parasitic side reactions (chloramines and chlorate). In this study, two-stage batch electrolysis was conducted using a three-electrode (copper anode, platinum-coated titanium cathode, silver/silver chloride reference) electrochemical cell, with the anodic and cathodic chambers separated by a Nafion 117 membrane. Treatment of nitrate and ammonium was tested with and without the presence of chloride in the waste. No significant difference was observed in cathodic nitrate reduction with chloride present or absent. However, the presence of chloride in the solution favored overall soluble nitrogen elimination upon oxidation. Increasing applied current increased production of undesirable byproducts (especially chlorate).     

掺硼金刚石电极降解模拟焦化废水中的喹啉

采用掺硼金刚石（BDD）电极电化学氧化法降解模拟焦化废水中的喹啉，并通过GC-MS技术分析了喹啉的降解机理及途径。实验结果表明：在常温、初始喹啉质量浓度为50.0 mg/L、电解质Na₂SO₄浓度为0.05 mol/L、模拟废水pH为7、电解时间为2.5 h、电流密度为30 mA/cm²、极板总面积与模拟废水体积的比为160 cm²/cm³的条件下，喹啉降解率接近100%;TOC由初始时的29.43 mg/L降至5.76 mg/L，TOC去除率达80%;COD由初始时的95.25 mg/L降至20.65 mg/L，COD去除率达78%;在降解过程中，首先在喹啉苯环的5位和8位发生羟基化反应，然后苯环发生断裂，形成带有吡啶环的中间产物及羧酸类产物，最后氮杂环开环，生成二氧化碳和水。     

Ti_5O_9-Ti_4O_7电极电化学处理2,4,6-三硝基苯酚废水

采用压片-烧结法制备了Ti5O9-Ti4O7电极,采用XRD和SEM技术对Ti5O9-Ti4O7电极进行了表征。以自制的Ti5O9-Ti4O7电极为阳极,电解处理含2,4,6-三硝基苯酚(TNP)的模拟废水,考察了电流密度、电解质质量浓度、废水p H、废水温度和反应时间等因素对废水COD去除率和TNP降解率的影响。表征结果显示:该电极的主要成分为Ti5O9,并含有部分Ti4O7;该电极的比表面积较大。Ti5O9-Ti4O7电极电解处理含TNP废水的最佳实验条件为:电流密度20 m A/cm2、电解质Na2SO4质量浓度6.0 g/L、废水p H为7、废水温度30℃。在此最佳条件下电解反应180 min后,COD去除率为90.6%,TNP降解率为93.9%,表明Ti5O9-Ti4O7电极具有较高的催化能力和电流效率。     

单极性三维电极电解处理含钴废水

采用并联式单极性三维电极电解处理低浓度含钴废水并回收金属钴，比较了二维电极与三维电极的钴离子去除效果，探讨了填充材料、电流、填充比（填充材料与废水的质量比）、废水pH对钴离子去除效果的影响，建立了反应动力学模型，并进行了经济性分析。实验结果表明：三维电极对钴离子的去除效果远优于二维电极;在以网状Ti/RuO₂为阳极、不锈钢板为阴极并作为主电极、空心钢球为第三极、极间距5 cm、电解时间60 min、电流为0.6 A、填充比为2.5、不调节废水pH的条件下处理钴离子质量浓度为112.3 mg/L的废水，钴离子去除率可达85.6%、电流效率为68.3%;去除钴离子的电化学反应符合一级反应动力学模型;该方法具有良好的环境与经济效益。