元素掺杂材料在电催化反硝化中的研究进展

电催化反硝化是处理硝酸盐废水技术之一。本文综述了电催化反硝化的最新研究进展，分析了电催化反硝化直接电子转移和原子氢(H^*)介导间接还原两种反应机理，总结了电催化反硝化的决速步是将NO₃^-还原为NO₂^-以及决定产物选择性的关键中间体是NO。在此基础上，总结了元素掺杂方法及其对电极材料催化活性中心和电催化反硝化反应路径的调控效应，提出了元素掺杂是提高电极材料催化活性、产物选择性和长期稳定性的有效手段。此外，还讨论了其他因素如水质特征、运行参数等对电催化反硝化效果的影响，明确了水中共存卤素离子如Cl^-和Br^-等可显著提高N₂选择性以及大多数电极材料在中性条件下还原效果最佳。面向日益增长的硝酸盐废水处理需求，指出了电能消耗高和实际废水水质成分复杂导致副反应多是限制电催化反硝化大规模应用的关键瓶颈。由此，展望了电催化反硝化技术研究未来需要针对多种实际废水的理化性质开展长期中试试验，除了提高还原速率和产物选择性外，还要重点关...     

厌氧膜生物反应器的现状、挑战和前景

厌氧膜生物反应器(AnMBRs)不仅可以高效去除污染物,改善出水水质,而且可以实现生物能源回收,对保护环境和缓解能源危机具有重大意义。膜污染作为制约AnMBRs应用与推广的限制因素得到了大量关注,各种缓解和控制膜污染的方法和技术不断涌现。因此,对AnMBRs的运行机理、多元化应用、膜污染情况进行综述,并分析和评估了微生物电催化系统(BES)-AnMBRs组合工艺的可行性和发展潜力,以期为AnMBRs工程应用和未来发展提供理论和技术参考。     

MFC-电催化膜反应器中PPy-PVDF/碳纤维膜的污水处理性能

为解决膜分离技术在水处理中存在膜污染和高能耗的问题,通过电氧化聚合法将聚吡咯(polypyrrole,PPy)沉积在PVDF/碳纤维膜上,制备高活性的PPy-PVDF/碳纤维膜;研究不同沉积时间对电催化膜催化活性的影响及微电场环境对PPy-PVDF/碳纤维膜污染的影响;并构建MFC-电催化膜反应器,测试反应器在处理污水时的产能效果。结果表明,恒电位(0.8 V)聚合10 min时,PPy10-PVDF/碳纤维膜的催化活性最高,PPy的最佳沉积密度为0.75 mg·cm-2。抗污染通量测试结果表明,在0.4 V·cm-1的微电场下,PPy10-PVDF/碳纤维膜的稳定通量(317 L·(m~2·h)~(-1))比无电场时(212 L·(m~2·h)~(-1))提高了约49.5%,说明MFC-电催化膜反应器中的微电场可以有效减缓膜污染。在MFC-电催化膜处理污水的过程中,反应器对COD去除率高达96%以上;反应器产能最大功率密度为166 mW·m-3,与空白PVDF/碳纤维膜(产能密度为99 mW·m-3)相比提高了约67%。PPy10-PVDF/碳纤维膜在MFC-电催化膜反应器表现出较高的污染物去除率、能源回收效率及对膜污染的有效控制。     

化学沉淀组合电催化氧化处理脱硫废液技术研究

真空碳酸钾脱硫工艺碱洗段废液因含有高浓度硫化物、COD等有毒成分而影响焦化废水后续生物处理。以焦化企业实际碱洗段废液为研究对象,选用化学沉淀和电催化氧化的组合方式对其进行预处理。结果表明,室温下当氧化铜的投加量为65 g/L、反应时间60 min时废液中S2-去除率可达93%,且经过高温灼烧可实现Cu O沉淀剂的再生使用。沉淀后出水经电催化氧化处理,在电流10 A、电压4.9 V、电解时间120 min的条件下,出水COD可降至2 400 mg/L,满足常规生化系统进水的要求。     

RuO_2-IrO_2/Ti阳极电催化降解偶氮染料甲基橙模拟废水

以自制Ti基Ru O2-Ir O2镀层形稳电极为阳极,采用电催化氧化处理偶氮染料甲基橙模拟废水。以硫酸钠为支持电解质,在自然p H条件下分别考察了电解时间、电极间距、电流密度和电解质浓度等因素对甲基橙去除率的影响,并分析其原因。实验结果表明,在自然p H、电极间距为1.0 cm、电流密度为30.0 m A/cm2、电解质硫酸钠浓度为20.0 g/L、电解1.0h,甲基橙去除率高达90.0%以上。因此,电催化氧化法作为一种高效、简便的染料废水处理技术,具有一定的应用潜力。     

电催化氧化处理除草剂异噁草酮废水的效能

为有效处理含异噁草酮除草剂废水，以Sb掺杂Ti／SnO2电极为阳极，不锈钢板为阴极，采用电催化氧化技术对异噁草酮废水进行降解，研究了不同影响因素对异噁草酮去除率的影响，并分析了异噁草酮的降解效果。结果表明，当异噁草酮初始浓度为100mg／L、电流密度为20mA／cm2、电解质投加量为0．10mol／L，反应120min后，异噁草酮去除率达到94％，此时TOC去除率为57．9％，能耗为25kWh／m2，且废水的可生化性能显著提高。     

新型二氧化铅电极处理染料废水

利用高压塑片法制备掺杂镧和活性炭以及聚四氟乙烯(PTFE)的新型二氧化铅电极,采用X衍射(XRD),循环伏安曲线(CV),扫描电镜(SEM)等手段对电极性能进行表征,研究了其电催化处理有机染料废水(亚甲基蓝)的降解效果,并对反应机理进行了相关研究。研究表明,该电极具有良好的抗腐蚀能力,对亚甲基蓝具有较好的降解效果。通过与普通二氧化铅电极比较,该电极在染料脱色和去除COD方面都有较明显优势,显示出较好的工业应用前景。     

PbO_2复合电极预处理甲苯二胺废水

通过涂覆—热分解法与电沉积法制备了β-PbO_2/α-PbO_2/SnO_2-Sb2O3/Ti复合电极(PbO_2复合电极),采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安法(CV)、线性极化法(LSV)和加速寿命试验对电极进行表征。将PbO_2复合电极用于处理甲苯二胺(TDA)废水,考察了电解质浓度、电流密度对TDA降解效果的影响。实验结果表明:α-PbO_2呈梭状,β-PbO_2呈花菜状,多层结构的PbO_2电极利于提高电极的稳定性和活性;PbO_2复合电极的析氧电位(1.9 V)明显高于TDA的氧化电位(1.28 V),其使用寿命长达486 d;在电流密度为60 m A/cm2、Na2SO4质量浓度为10 g/L、电解时间为240 min的条件下,对COD为4 791.74 mg/L、TDA质量浓度为486.4mg/L的废水进行处理,TDA去除率高达97.3%,COD去除率可达88.1%。     

活性炭纤维负载TiO2催化剂的制备及其电催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了活性炭纤维负载TiO₂催化剂（TiO₂/ACF），并通过SEM和XRD等手段对TiO₂/ACF进行了表征。以邻苯二甲酸二甲酯（DMP）为目标降解物，考察了催化材料的电催化活性。实验结果表明：在反应温度为25 ℃、初始DMP质量浓度为100.0 mg/L、电解质Na₂SO₄质量浓度为100 mg/L、电流密度为62.5 mA/cm²、电极板间距为4 cm的条件下，经过40 min的降解，DMP质量浓度为1.8 mg/L，DMP去除率为98.2%;TiO₂/ACF在反应过程中可以原位再生，经6次重复使用后仍保持很高的催化活性，对DMP的去除率仍达90%以上。     

电化学法降解苯酚废水的实验研究

应用自制电化学反应器对废水中苯酚的电催化氧化处理进行了研究,实验了电解槽结构、电流密度、电解时间、电极间距离、废水pH值、废水电导率等对苯酚电解去除效果的影响,确定了最佳的处理条件。在电流密度为30 mA/cm2,电解时间为80 min,电极间距离为2 cm,废水pH值在7-8之间,废水电导率为1 100μS/cm的处理条件下,苯酚的去除率可达98%以上。利用TOC测定仪、紫外光谱和红外光谱等仪器分析的方法对苯酚的降解产物进行了分析。