可渗透反应复合电极法对土壤重金属的电动去除

将零价铁(Fe0)、沸石等活性材料附着在电极上形成可渗透反应层并构成可渗透反应复合电极,采用不同的复合电极对Cd2+、Ni 2+、Pb2+和Cu2+等4种阳离子型重金属污染土壤进行了电动力学修复。研究了不同可渗透反应复合电极对土壤pH的控制效果以及对重金属的去除作用,分析了迁移到复合电极中的重金属形态变化。结果表明,复合电极中添加酸、碱性沸石并适时更换,可有效中和、截留阴阳极电解产生的OH-和H+,避免或减缓土壤酸碱迁移带的形成,防止重金属离子的过早沉淀及土壤过度酸化,极大提高了重金属的去除率。复合电极中Fe0可将迁移进来的重金属离子进行还原稳定,实现重金属污染物的捕获与固定,与迁移到沸石复合电极中的4种重金属不稳定态相比,"Fe0+沸石"复合电极中重金属不稳定态分别下降了61.4、60.5、61.4、57.1百分点。结果还显示,阴极采用"Fe0+沸石"复合电极并适时进行更换,施加1.5V/cm的直流电压修复10d后,土壤中Cd、Ni、Pb、Cu的总去除率分别为44.5%、41.5%、33.5%和36.7%,且进一步延长修复时间和持续更换电极可获得更为理想的修复效果。     

制备钙钛矿催化剂LaNiO3用于染料废水的降解脱色

为改善普通石墨电极的电催化性能,将以溶胶-凝胶法合成的钙钛矿氧化物LaNiO3混合其它原料做成气体扩散电极,用于电化学降解活性艳红X-3B,以脱色率来考核催化剂的氧还原活性.采用星点设计-效应面曲线法对催化剂制备工艺进行了优化,得出最佳工艺参数为:柠檬酸含量为金属离子物质的量的1.54倍,pH值为9.94,焙烧温度为824.39℃.采用X射线衍射(XRD)、动电位扫描等检测分析方法对所制备的催化剂进行表征和分析.结果表明,制备的催化剂晶相纯净、晶型完整、衍射峰强度较高,是较完整的钙钛矿结构;相比于普通石墨电极,掺杂催化剂的气体扩散电极极化阻力高,氧还原性能良好,有利于有机物的降解.     

铁促双电极电化学氧化处理丙烯腈生产废水的研究

采用钛基二氧化锡(Ti/SnO₂)和金属铁构成组合阳极,并以石墨为阴极,研究了铁促双电极电化学氧化处理丙烯腈生产废水的效果及反应过程的相关规律.结果表明,与传统电化学氧化相比,采用组合阳极的双电极氧化过程获得了更高的有机物去除率并提高了电流效率.在相同电压下,当不外加H₂O₂时,COD去除率比采用传统电化学氧化提高11.0%～13.8%,电流效率提高8.0%～15.0%,而当外加H₂O₂浓度为2 200　mg·L^-1,且电压为4.0V时,COD去除率达74.6%, TOC去除率达67.9%.随着外加H₂O₂浓度的增加,COD和TOC去除率增加.反应初始阶段H₂O₂浓度较高而Fe²⁺浓度很低,随反应时间延长H₂O₂浓度迅速下降而Fe²⁺浓度则逐渐升高.反应过程中H₂O₂与Fe²⁺浓度变化速率与电压密切相关. H₂O₂初始浓度一定的情况下,阳极通电时间对电流效率影响显著.双电极电化学氧化对丙烯腈生产废水色度也具有良好的去除作用.铁促双电极电化学氧化为有机废水的处理提供了一个新的选择.     

粒子电极堆放方式对三维电极体系性能的影响研究

通过对自制的粒子电极串进行实验,探讨了一种消除三维电极反应床中短路电流的新方法,并研究了不同粒子堆放方式对电催化效果的影响.结果表明,粒子本身长度的适当增长,使其与溶液电位差增大,废水脱色率也随之增大.采用B-β型粒子电极串在20V电压下反应60min,14mm长的粒子电极对直接湖蓝5B废水的脱色率可达到71.4%,比...     

可渗透反应复合电极法对铬(Ⅵ)污染土壤的电动修复

将Fe0、沸石等活性材料附着在电极上构成可渗透反应复合电极,以Cr(Ⅵ)污染土壤为处理对象,对电动修复过程中可渗透反应复合电极法对土壤pH的控制、Cr的去除效果以及形态变化进行了研究.结果表明,添加可渗透反应材料的复合电极法比单一电极法无论在土壤pH控制还是Cr的去除方面都有明显的改善和提高,其中以在阳极同时添加Fe0和沸石效果最为显著.在施加2 V.cm-1的直流电压,运行5 d后,相比在阳极单纯添加沸石或Fe0可渗透反应层,添加"Fe0+沸石"反应层能在最大程度上减小阳极土壤pH值的波动,可将土壤pH值控制在5.5～8.5范围内,土壤中任意位置Cr(Ⅵ)的去除率可提高到97%以上,土壤中残留的Cr(Ⅲ)更少,可渗透反应层对Cr的截留量可分别提高8倍和1.8倍,并将98%的Cr(Ⅵ)转化为低毒的Cr(Ⅲ).研究结果为开发具有实用意义的可渗透反应复合电极修复技术提供了理论依据.     

A screen-printed, amperometric biosensor for the determination of organophosphorus pesticides in water samples

An amperometric biosensor based on screen-printed electrodes (SPEs) was developed for the determination of organophosphorus pesticides in water samples. The extent of acetylcholinesterase (AChE) deactivation was determined and quantified for pesticide concentrations in water samples. An enzyme immobilization adsorption procedure and polyacrylamide gel matrix polymerization were used for fabrication of the biosensor, with minimal losses in enzyme activity. The optimal conditions for enzyme catalytic reaction on the SPEs surfaces were acetylthiocholine chloride (ATChCl) concentration of 5 mmol/L, pH 7 and reaction time of 4 min. The detection limits for three organophosphorus pesticides (dichlorvos, monocrotophs and parathion) were in the range of 4 to 7 g/L when an AChE amount of 0.1 U was used for immobilization.     

三维电极体系中苯酚降解效率的影响因素研究

三维电极法用于处理含酚废水的影响因素研究报道较多,但并未充分在理论上阐述其影响方式及机理。采用自制的实验室小试电化学反应器对含酚自配废水进行了处理。试验结果表明:体系中苯酚降解遵循一级反应模式;通过电流效率的核算确定60min作为最佳反应时间,得到的苯酚去除率为64.3%,吨水处理能耗为14.29kW·h·t-1,实际电流效率与理论电流效率相等为0.68。对体系进水控制不同的苯酚起始质量浓度,当反应时间不变时,实际试验结果与法拉第定律一致,即电流密度与去除的污染物的量以及COD去除率与电量和进水质量浓度的比值均呈线性关系;体系中羟基自由基的产生量能够采用式[?OH]=0.1218×EC0进行计算。采用最佳反应时间t=60min、电流密度I=20A,在苯酚质量浓度为500mg·L-1时改变极板间距进行的试验结果表明电压随极板间距的增大而降低,最佳极板间距为0.21m时可获得最大去除率为78.5%,体系的启动电压为0.25V。     

掺硼金刚石薄膜电极在水处理中应用的研究进展

掺硼金刚石(BDD)薄膜电极作为一种新型的电极材料,在水溶液中电解时具有较宽的电位窗口,在浓酸浓碱中具有很好的耐腐蚀性,其表面不易吸附污染物,与它的同素异构体电极及其他普通电极相比,具有更好的化学、物理性能,从而表现出潜在的功能,近年来被科研人员用于废水处理,并取得了很好的处理效果,对近期BDD薄膜电极的制备、在污水处理中的应用及其进展进行了总结与讨论.     

三维Pd/OMC粒子电极体系电催化泛影酸盐还原脱碘研究

以泛影酸盐(DTZ)的高效还原脱碘为目标,通过硼氢化钠还原法制备钯负载有序介孔碳(Pd/OMC)作为粒子电极,以碳纤维(CFP)电极作为主阴极,建立了三维电极电催化还原体系.该体系在低阴极电位下(-0.6～-0.8 V)可实现电化学/感应电化学的耦合还原,其脱碘速率是单独阴极体系的2.38～3.65倍;在阴极电位高于析氢电位(-1.5 V)时,可实现电化学/感应电化学/化学催化加氢多还原过程协同去除碘代有机物,其反应速率为单独阴极体系的1.27～4.69倍.进一步研究了DTZ初始浓度、Pd/OMC投加量及Pd的负载量对DTZ还原去除的影响.电化学测试结果表明三维电化学体系具有良好的电子传递能力与电还原性能.利用自由基淬灭实验与ESR自由基捕获对活性还原物种分析,表明原子H~*在三维电化学还原脱碘过程中起重要作用.     

新型电极体系电解处理高浓度酸性TNT废水的研究

通过大量试验研究了电解处理TNT废水的条件,尤其是筛选、制备了多种电极材料,在三维电极体系,低电流、短时间条件下电解处理TNT的去除率达到95%以上,pH值提高至6以上,大大节省了能源,为火炸药工业酸性TNT废水的处理提供了一种新型有效的处理方法.用本方法对实际工业"黄水"进行电解处理,获得了较为满意的效果.