电解质种类对电催化氧化降解苯酚的影响

研究了不同电解质对有机物电催化氧化性能的影响。以高温热解法制备了Ti/SnO2+Sb2O3阳极,用SEM和XRD对电极结构进行了表征。以苯酚为目标有机物,考察了Na2SO4、NaCl和NaNO33种不同电解质对苯酚降解效果的影响。用循环伏安法研究了苯酚在不同支持电解质条件下的电化学行为。采用碘量法测定了在不同电解质溶液中氧化性物质的生成量。研究结果表明,电极的活性涂层主要由SnO2和微量的Sb2O3组成,均匀完整地覆盖住了Ti基体表面。以NaCl为支持电解质时苯酚降解效果明显优于用Na2SO4、NaNO3为支持电解质,并且苯酚的降解主要以电极表面电化学生成的HClO和ClO-的间接化学氧化为主。以Na2SO4为支持电解质时有利于降低和稳定槽电压。在3种电解质条件下,苯酚的降解均遵循一级反应动力学规律。在降解过程中NaCl溶液中生成的氧化性物质浓度最大,且随降解时间延长逐渐增大。     

混凝辅助电化学法处理橙黄G染料废水

以石墨板为阳极，研究了电化学氧化法对橙黄G染料废水的降解效果。比较了在NaCl、Na2 SO4以及NaCl与FeSO4·7H2O组合的支持电解质体系中的处理效果，同时考察了电压、初始pH、电解质浓度、电极间距和电解时间等因素对废水中橙黄G脱色率及COD去除率的影响。研究结果表明，橙黄G的脱色主要是活性氯的氧化作用，橙黄G分子的矿化可能主要是电解过程中产生的·OH的作用，FeSO4·7H2O的加入增加了混凝作用，使得处理效果进一步提高。最佳脱色条件下橙黄G脱色率和COD的去除率分别为97．6％和56．3％，B／C（BOD／COD）由0．09提高至0．41，可生化性有较大改善，并且随着降解时间的增加，COD去除率逐渐升高。此结果表明，橙黄G废水COD的去除相对于脱色存在滞后性。     

吸附-电化学氧化耦合处理对氯苯酚废水及动力学

以毡状活性炭纤维为阳极,不锈钢为阴极,吸附-电化学氧化耦合降解对氯苯酚废水进行了研究。考察了吸附或耦合电化学氧化过程、电流密度、支持电解质硫酸钠浓度和活性炭纤维重复使用对废水COD去除率的影响,结果表明,采用吸附-电化学氧化耦合方法,当电流密度7.6 mA/cm2支持电解质（硫酸钠）浓度为1 g/L,处理时间为180 min,4-CP废水COD去除率可达97.09%。毡状活性炭纤维对4-CP的静态吸附过程符合Langmiu吸附等温方程。建立了吸附-电化学氧化COD去除动力学模型,动力学模型参数表明,对于COD的去除,电化学氧化作用比吸附作用大。     

不同咪唑基离子液体改性PbO_2电极降解苯酚废水

以5种不同结构的咪唑基离子液体为电沉积溶液的添加剂,采用电沉积法制备了改性钛基PbO_2电极。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对电极表面形貌、晶体结构进行表征。以苯酚为电催化目标降解物,对不同电极氧化去除苯酚及COD的活性进行考察比较;同时,以水杨酸为捕捉剂,通过高效液相色谱(HPLC)分析技术对不同电极体系中羟自由基(·OH)的生成量进行检测。结果表明,阳离子烷基支链长度及阴离子的改变均会对PbO_2电极的表面形貌、结晶取向及电催化活性产生一定影响,且后者的影响作用较前者更为突出。[Emim]Br和[Emim]PF_6改性电极的电催化活性比较相近,均明显低于[Emim]BF_4改性电极。固定阴离子为BF_4~-,3种不同烷基支链长度离子液体对PbO_2电极活性的改进效果顺序为[Bmim]BF_4[Emim]BF_4[Hmim]BF_4。此外,不同改性电极对苯酚废水COD去除率的高低与·OH的生成量多少一致,表明苯酚的电化学氧化降解主要是由·OH间接氧化引起的。     

高级氧化工艺处理煤化工浓盐水

浓盐水处理是一项世界性难题,采用高级氧化工艺能有效去除废水中难降解有机物,从而提高其可处理性。分别采用臭氧氧化、O3/H2O2、GAC/O3和GAC/O3/H2O2等工艺处理煤化工浓盐水,研究了工艺参数对COD去除的影响,探索了有机物去除机理。研究表明,煤化工浓盐水中易被臭氧氧化的有机物大约占55%。增加臭氧投加量和气体流速能提高有机物去除效率。酸性条件下的COD去除率要高于碱性条件下。臭氧氧化、O3/H2O2、GAC/O3和GAC/O3/H2O2工艺中·OH稳定浓度分为4.1、37.7、5.9和41.3×10-14mol/L。O3与H2O2之间存在明显协同作用,GAC与O3协同产生·OH的作用不明显,但GAC对氧化过程中生成的生物抑制物具有较好的吸附去除作用。GAC、O3和H2O2三者之间的协同作用有助于去除煤化工浓盐水中难降解有机物、提高出水可生化性和降低出水水质毒性。     

钛基锡锑阳极电化学氧化去除水中的四环素

以钛基锡锑电极为阳极,研究了电化学氧化技术对水中四环素的去除效果。考察了电流密度(5~25 mA·cm~(-2))、极板间距(5~25 mm)、四环素初始浓度(5~100 mg·L~(-1))和电解质种类(NaClO_4、Na_2SO_4和NaNO_3)对四环素电化学降解效率的影响。研究表明:钛基锡锑电极电化学降解四环素反应符合一级反应动力学规律(R~20.95);四环素降解效率随电流密度增大而增大,当电流密度大于15 mA·cm~(-2)时,四环素的降解反应受传质控制;四环素降解效率随极板间距增大而减小,在传质控制条件下,反应速率与极板间距成反比;初始浓度小于20 mg·L~(-1)时,受传质影响,四环素降解效率基本不随初始浓度变化,当初始浓度大于20 mg·L~(-1)时,四环素降解效率随初始浓度增大而减小;Na_2SO_4为电化学降解水中四环素较合适的电解质。     

氯离子对氨氮电化学氧化的影响

以自制的二氧化铅粉末多孔电极为阳极,不锈钢为阴极,探讨了投加Cl-对氨氮电化学氧化反应速率、途径及产物等的影响。结果表明,投加Cl-能显著提高氨氮的电化学氧化速率;有氯离子存在的条件下,氨氮的去除主要靠电催化过程中产生的强氧化性物质.OH,HClO的作用,其去除率随着电流密度的增大呈增高的趋势,随初始pH的增大而增大;投加氯离子后,NO3--N的生成量增加,但氧化产物主要是以N2为主的含氮气体。     

阳极氧化联合电-Fenton氧化深度处理垃圾渗滤液

采用多孔碳素阴极、Ti/SnO2-Sb2O5-IrO2阳极构建电化学氧化系统用于渗滤液的深度处理。研究结果表明,所构建的电化学氧化系统通过阳极氧化和电-Fenton氧化2种机制降解有机污染物;处理过程中阴极表面形成的沉淀物对TOC和COD的衰减也产生了影响。在阴极电位为-1.0 V、Fe2+初始浓度为0.5 mmol/L的条件下,电化学处理120 min获得了58%的TOC去除;处理480 min COD去除率为55%,NH3-N去除率为99%,TN去除率为60%,色度几乎被完全去除。GC-MS分析结果表明,渗滤液中以腐殖质类物质为主的有机化合物被降解为分子量相对较小的有机物,直至完全矿化。联合阳极氧化和电-Fenton氧化机制的电化学处理方法为垃圾渗滤液深度处理提供了新的选择。     

石墨棒阳极电化学氧化降解甲基橙

以石墨棒为阳极,采用电化学氧化法降解水溶液中甲基橙。通过紫外可见光谱和HPLC分析初步鉴定了甲基橙降解过程中的部分中间产物;通过硝酸银滴定法证明了使用的支持电解质氯化钠能参与并促进氮氮双键和苯环的破坏;通过紫外可见光谱、COD的变化考察了电解质的种类及浓度、电极种类、修饰及形状、槽电压和酸碱度等参数对石墨棒阳极降解甲基橙能力的影响。实验结果表明,以石墨棒为阳极、以石墨棒或者铜环为阴极组成的二维电极体系,和以石墨棒为阳极、以铜环为阴极并填充活性炭组成的三维电极体系,在氯化钠水溶液中均能有效降解甲基橙,20 min后脱色率超过95%,3 h后COD去除率超过90%。     

微电解-Fenton深度处理制药废水影响因素与参数控制

采用铁炭微电解-Fenton联合工艺深度处理制药废水生化出水,探讨了初始pH、曝气量、反应时间等因素对微电解出水Fe2+和Fe3+变化规律、COD降解速率以及后续Fenton氧化效果的影响,为优化微电解-Fenton氧化联合工艺提出了微电解间歇加酸的理论。间歇加酸可提高微电解系统中COD降解速率和Fe2+含量,使后续Fenton氧化无需投加FeSO4·7H2O即可达到较好的COD去除效果。结果表明,当初始pH=2.5,曝气量为0.6 m3/h,间歇加酸30 min/次,微电解反应2 h,出水投加1 mL/L的H2O2进行Fenton氧化2 h,COD总去除率可达81.33%;间歇加酸30 min/次可将微电解反应2 h出水Fe2+浓度从50 mg/L提高至151 mg/L,COD降解速率从10.6 mg COD/(L·h)提高至22.2 mg COD/(L·h)。     

水体中酮硝基麝香的臭氧氧化降解研究

采用臭氧氧化水体中的酮硝基麝香,考察pH、H2O2等因素对降解程度的影响,结果表明提高初始pH能加快酮硝基麝香的氧化降解,当pH为12时,反应时间1 h,酮硝基麝香几乎完全去除,浓度为2 mol/L和5 mol/L的H2O2存在有利于O3分解生成·OH自由基,使得酮硝基麝香的氧化降解速率加快,当H2O2浓度超过5 mol/L,H2O2会成为·OH的清除剂,降低·OH利用率;无论O3单独作用和O3/H2O2协同作用,酮硝基麝香降解符合准一级动力学规律;酮硝基麝香氧化降解产物包括甲酸、二乙酸和硝酸根等,其中硝基从苯环上脱落降低了硝基麝香对环境的风险.     

光电催化去除柠檬酸铵中的氨氮

采用阳极氧化法制备了二氧化钛纳米管电极,以制备的二氧化钛纳米管电极为光阳极,采用钛片作为阴极,通过光电催化氧化方法对柠檬酸铵中氨氮进行了去除研究。考察了外加偏压、初始pH值、初始柠檬酸铵浓度,电解质的浓度对氨氮去除的影响。结果表明:与传统的光催化法和电化学法相比,光/电法在柠檬酸铵中氨氮降解过程中存在良好的协同效应;在电压为1.0 V,pH为12,Na Cl浓度为0.1 mol·L~(-1),初始投加柠檬酸铵的量以N计为25 mg·L~(-1)的条件下,紫外光照射下,采用二氧化钛纳米管电极,反应120 min后,柠檬酸铵中氨氮的降解达到60%左右。其中,柠檬酸铵中氨氮的降解产物中N2占82.6%。Ca Cl2对降解柠檬酸铵起到了加速活化作用。     

MnO2催化Fenton试剂降解苯酚废水

实验对MnO2催化Fenton试剂氧化高浓度苯酚废水的动力学特性和去除效果进行了研究。结果表明,MnO2可以提高Fenton试剂体系对苯酚的降解率以及COD的去除率;Fenton试剂以及MnO2催化Fenton试剂氧化苯酚废水体系中苯酚的降解都符合拟一级动力学模型。在MnO2催化Fenton试剂氧化体系中,苯酚的降解速率常数有明显提高,反应活化能也有所降低,说明MnO2的加入可以使反应容易进行。废水降解前后紫外可见吸收光谱和红外谱图表明,Fenton试剂法将苯酚可能降解为羧酸、烯烃等有机物中间体。     

电化学氧化法处理含盐苯醌模拟废水

利用钛基二氧化铅电极(Ti/PbO_2)作为电催化活性阳极,通过电化学氧化技术对苯醌进行降解矿化,考察常见共存无机盐对苯醌废水降解效率的影响。结果表明,NaCl存在下苯醌废水溶液的COD去除率相比硝酸盐提高了62%,相比硫酸盐提高了45%,NaCl能够显著增强电氧化去除苯醌的电流效率。苯醌的降解对氯离子非常敏感,存在少量的氯离子即可以引起氧化效率明显增加。氯离子浓度越高,苯醌模拟废水的COD去除率越高;但当氯离子浓度高于0.3mol·L~(-1)时,COD去除率反而有所下降。pH为8的弱碱性环境更有利于含氯离子苯醌废水的电氧化降解反应。提高电流密度可增大COD去除率;但升高温度会降低COD去除率。在pH为8、NaCl浓度为0.3 mol·L~(-1)、电流密度为10mA·cm~(-2)、温度为20℃的条件下,初始浓度为100 mg·L~(-1)的苯醌经3 h电化学氧化降解后COD去除率可达80.9%。通过高效液相色谱对电氧化降解苯醌的中间产物进行分析,发现氯离子存在下苯醌的降解速度显著提高,中间产物顺丁烯二酸的生成速度更快,这说明由氯离子生成的强氧化剂对苯醌具有极强的开环能力。     

双室微生物燃料电池同时去除废水中的苯酚和硝酸盐

构建了一种双室微生物燃料电池,以苯酚为阳极燃料,同时去除阴极室的硝酸盐废水。结果表明,在闭合情况下,该微生物燃料电池阳极室的苯酚降解效率达到7.6 mg/(L·h),是开路情况下的2倍;反应开始后的5 d内,闭合系统阴极室硝酸盐降解效率达到4.43 mg/(L·d),是开路情况下的2倍多,表明了该MFC系统可以同时去除废水中2种难降解污染物,并且与传统的生物降解方式相比较,具有更快的降解速率。     

高铁酸盐氧化降解水中苯酚的动力学及机理研究

以自制高铁酸钾(K₂FeO₄)为原料，探讨了影响高铁酸盐氧化降解苯酚的主要因素，并研究了苯酚降解的动力学特征和反应机理。结果表明，高铁酸盐加入量、pH值、持续搅拌、反应温度、反应时间都影响苯酚去除效果。其中高铁酸盐加入量是影响苯酚去除效果的关键因素，高铁酸盐氧化降解苯酚的最佳pH值范围为9～10，持续搅拌和提高反应温度只影响苯酚降解速率而不影响苯酚降解率。苯酚的降解过程遵循一级反应动力学模型。苯酚被高铁酸盐氧化生成CO₂、H₂O以及一部分难矿化的有机物。     

电催化氧化降解水体中抗生素磺胺

采用电催化氧化方式降解水体中抗生素磺胺(sulfonamide,SA),考察SA初始浓度、溶液pH、电流强度、电解质种类和浓度对SA降解的影响,运用循环伏安法和水杨酸自由基捕获法研究电催化降解SA的作用机制,并通过LC-MS分析电催化SA的降解产物。结果表明:SA初始浓度0.12 mmol·L~(-1)、溶液pH为3.0、电流强度20 mA·cm~(-2)、电解质Na_2SO_4浓度为50 mmol·L~(-1)时,电催化氧化降解3 h后SA降解率为89.2%;电催化氧化降解SA的一级反应是直接氧化和间接氧化共同作用的过程,一部分SA分子在阳极表面通过电子转移直接氧化生成一级产物,另一部分SA分子与电解体系产生的·OH发生间接氧化,2种一级产物继续被·OH氧化,生成马来酸和富马酸。     

电催化氧化法处理染料废水的影响因素及动力学

以钛涂膜极板为阳极、石墨极板为阴极、Fe2O3/γ-Al2O3为多相催化剂,构建电-多相催化氧化体系,研究了该体系对酸性大红模拟染料废水中COD的去除效果及其影响因素,优化了实验条件,并初步探讨了COD的降解机理。结果表明,在槽电压20 V,pH 4,曝气量0.24 m3/h,极板间距3 cm的条件下,COD的去除率最高,达到64.5%;COD的降解近似符合一级动力学方程:ln(C0/C)=0.0034t+0.719。在电-多相催化氧化体系中,废水中的有机物被直接矿化或降解为小分子有机物。     

电化学氧化法处理模拟黄连素制药废水的研究

以RuO2/Ti为阳极,研究了电化学氧化法对黄连素制药废水的处理效果.通过比较在KCI与K2SO42种支持电解质体系中的处理效果,同时考察了电流强度、初始pH、电解质浓度和电极间距等因素对废水中黄连素及COD去除率的影响,明确了电化学原位生成活性氯是黄连素降解的主要原因;确定了电流强度、pH、电解质浓度和电极间距等最优...     

Fenton试剂氧化苯酚的影响因素与过程研究

考察了H2O2与Fe^2＋剂量、反应时间、初始pH值、无机离子（Cl^-、SO4^2-）和进料方式对Fenton氧化降解苯酚效率的影响，测定了Fenton试剂氧化苯酚过程中的Fe^2＋和高锰酸钾消耗量。实验结果表明，在H2O2与Fe^2＋剂量分别为20和2mmol／L、初始pH为4．00、反应30min的条件下，酚去除率约为97％，COD去除率约为87％。并获得了在初始pH值为4．00时的COD去除率最高；Cl^-的存在将显著降低COD的去除率；SO4^2-对COD去除无显著影响；分批次加入药剂对COD去除效果明显优于一次性加入。在Fenton发生反应的第1min，Fe^2＋浓度可降低到初始浓度的65％左右，大约在20minFe^2＋浓度降到最小值（H2O2接近耗尽），然后随着反应的继续再增大，这说明了中间产物还原Fe^3＋作用的存在。