钛基改性DSA电极氧化法去除水中全氟化合物

为了提高金属氧化物电极(DSA电极)的稳定性及催化活性,实现全氟化合物(PFCs)的高效降解,分别以溶胶涂覆法和电沉积法制备了改性DSA(Ti/SnO_2-ZnO)电极,并用于全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)的电化学降解过程研究.实验分别考察了电流密度、溶液初始pH、 PFOA与PFOS初始浓度对PFCs降解效果的影响.结果表明:两种方法制备的改性DSA电极表面均匀负载了SnO_2-ZnO复合涂层.在二维电极体系中,极板面积约为65.0 cm~2,电流密度为20.0 mA·cm~(-2),极板间距为15.0 mm,电解质为1.30 g·L~(-1)次氯酸钠溶液以及电解时间为150 min时,溶胶涂覆法和电沉积法所制备的Ti/SnO_2-ZnO电极对初始浓度为100 mg·L~(-1)的PFOA和PFOS分别在pH为3.50和6.50时去除效果最佳,分别达到了90.6%、94.6%和91.0%、93.7%;循环使用电极3次,其降解过程均符合准一级反应动力学,且电沉积法制备的电极效果优于溶胶涂敷法,表现出对PFCs类污染物稳定、高效的去除能力.     

Ti-rGO/GAC粒子电极降解苯酚废水的影响因素试验研究

难降解苯酚废水的高效处理是污水处理领域中亟需解决的难题。以椰壳活性炭为基底材料,在其表面负载石墨烯和钛,制备出新型复合负载型催化粒子电极(Ti-rGO/GAC)填充于三维电极反应器中用于处理苯酚废水,采用单因素试验和正交试验考察了Ti-rGO/GAC三维电极降解体系处理苯酚废水的影响因素和最佳反应条件。试验结果表明:当反应液体积为200 mL、模拟废水中苯酚的初始浓度为310 mg/L、极板间距为4.5 cm、电解质(Na_2SO_4)投加量为10 g/L、溶液的pH值为3、粒子电极投加量为100 g/L、施加电压为13 V时,为Ti-rGO/GAC三维电极降解体系处理苯酚废水的最佳反应条件;在该最佳反应条件下,电解反应100 min后,模拟废水中苯酚和COD的平均去除率分别为93.51%、81.25%;pH值对废水中苯酚和COD去除率的影响最大,电压、极板间距和电解质浓度对其的影响效果依次减弱。Ti-rGO/GAC三维电极降解技术对处理苯酚这类生物难降解污染物具有一定的借鉴意义。     

纳秒脉冲激光/纳米金悬浮体系催化降解2,4,5-TCP

以脉冲激光为光源、纳米金为催化剂,对2,4,5-三氯苯酚(2,4,5-TCP)进行了光催化降解研究,测定了其反应动力学参数,确定了该降解体系中2,4,5-三氯苯酚的单位能量降解率和平均反应速率.EDX能谱和透射电镜表征结果表明,已成功制备了纳米金颗粒,形态主要呈球状,粒径分布均匀,大小在15~20 nm之间.以亚甲基蓝为底物对纳米金的光催化性能进行了表征,结果表明,所制备的纳米金具有较好的催化性能,添加纳米金组比对照组的亚甲基蓝脱色率增加了约15.7%.以2,4,5-TCP为底物时,脉冲激光照射40 min,最高催化降解率约为85%,单位能量降解率为0.18256%·J-1,平均反应速率为0.04667 min-1,反应符合准一级动力学方程ln(C0/Ct)=-0.1141+0.04667t.     

Pt/TiO_2纳米管对药品中布洛芬的光电催化转化研究

布洛芬(IBP)是一种使用量和环境排放量巨大的典型消炎止痛药品,其化学性质稳定且难生物降解,导致地表水中出现越来越多的IBP污染物累积。文章借助电化学沉积技术,将贵金属Pt负载到Ti O_2纳米管上,以此为工作电极,实现可见光下IBP的光电催化氧化降解。论文首先完成载Pt/Ti O_2纳米管的制备,通过场发射扫描电镜和能谱仪对材料进行形貌表征及成分分析;系统研究了布洛芬初始浓度、溶液pH值、电极表面载Pt量及外加电压因素对光电催化降解IBP的影响。该反应体系为可见光下IBP的光电催化降解提供新的技术方法。     

纳米锐钛型TiO2光电催化降解模拟印染废水的研究

纳米锐钛型TiO2催化降解印染废水具有明显优势,笔者以亚甲基蓝模拟印染生产废水作为光电催化降解研究对象,探讨了其协同性和反应动力学特征,考察了光电催化体系中溶液的电解质、电流强度、pH值、辅助试剂对处理效果的影响,确定了最佳反应条件,取得了较好降解效果,并用活性艳红X-3B模拟废水进行了验证,为该技术的实际工业应用提供了有价值的参考.     

电解法处理活性染料废水的研究

某化工厂活性染料生产废水高CODCr值、高浓度、高色度、高盐分、成分复杂、有毒有害物质多、可生化性差。实验确定了废水经AS剂絮凝和电解预处理的研究方案。主要考察了电极极板材料、电解pH值、电解电压大小、电解时间和电极极板间距对CODCr去除效果的影响 ,从而确定了最佳电解条件 :采用石墨板电极 ,pH =3,电解电压 6 5V ,电解时间 5 0min ,电极极板间距 5cm。最佳条件下经放大实验 ,发现CODCr去除率高达 70 %以上。     

多孔TiO2薄膜电极/泡沫镍硬模板制备及其光电催化性能

以泡沫镍为载体,活性炭为造孔剂,采用硬模板法制备泡沫镍负载多孔TiO2薄膜(Porous TiO,films/foam nicel,PTFN)电极,并利用XRD和SEM等测试手段对其结构进行表征.同时,通过亚甲基蓝溶液的光电催化降解反应,对其光电催化活性进行评价,并探讨阳极偏压、通气速率、亚甲基蓝初始溶液浓度和活性炭造孔剂量对降解效率的影响规律.结果表明:相对于未加模板造孔剂的TiO2薄膜电极的光电催化性能,泡沫镍负载多孔TiO2薄膜具有更好的光电催化性能,原因是高比表面积电极有利于为光电催化提供高浓度的亚甲基蓝分子,使反应速率加快;另外,存在最佳的光电催化降解条件,即当外加阳极偏压为3 V,通气速率为40 L·h-1,n(活性炭造孔剂最):n(前驱体中钛)(即C/Ti)为10％,亚甲基蓝溶液初始浓度为1mg·L-1时,光电催化降解效率最高.同时,研究发现,亚甲基蓝在光电催化降解过程中,通过自由基的氧化发生了C=N键的断裂去甲基化,最后被降解为H2O、CO2和SO42-、NO3-、Cl-离子.     

活性炭负载纳米TiO_2电催化氧化处理染料废水

用溶胶凝胶—动态吸附法制备颗粒活性炭(GAC)负载纳米二氧化钛(TiO2)催化剂,以甲基橙的脱色率为考察指标,研究TiO2/GAC电催化反应体系对甲基橙染料废水的电催化氧化性能。实验结果表明,在甲基橙废水pH为4,TiO2/GAC催化剂用量为0.5g,Fe2+浓度为250mg/L,电解电压为16V时,电催化氧化30min的条件下,甲基橙脱色率达99.2%,COD去除率达93.1%。     

Ti/SnO2-Sb-Yb电极电催化氧化吡啶废水的研究

采用稀土镱掺杂锡锑(Ti/SnO2-Sb-Yb)作为阳极催化氧化吡啶废水,探讨了电流密度、电解质浓度、极板间距、pH、初始吡啶浓度5个参数对吡啶降解的影响规律,分析了吡啶降解的反应动力学和能耗.结果表明:在最佳反应条件下反应50 min,吡啶和TOC的去除率分别为96.8％和85.62％;在该反应体系下,吡啶的降解符合...     

氧化物修饰电极脱色试验研究

本文对运用电解法对人粪尿二级生化高色度出水进行脱色处理实验过程进行了阐述和分析,从而论证了电极材料、外加电压、电流强度及电解时间等因素对脱色效果的影响。实验结果表明：随着外加电压、电流强度及电解时间的增加,脱色率呈上升趋势,当达到一定数值之后,脱色率趋于平缓。采用IrO2/Ti（钛基表面涂氧化铱,简称＂钛涂铱＂,阳极）＋不锈钢（阴极）电极配置,在20V恒压、1.5 cm极板间距、电解40m in和3.5A恒流、1.5 cm极板间距、电解30m in两种工况下,对500mL处理水进行电解,脱色率均可达到90%以上。     

光电催化氧化体系降解苯胺类污染物的同步耦合反应机制研究

以3,4-二甲基苯胺(3,4-dimethylaniline,3,4-DMA)为苯胺类污染物的代表,通过降解贡献度分析、不同影响因素下动力学公式的建立及中间产物分析来探究其在高盐光电催化氧化体系下的同步耦合反应机制.结果表明,氯类活性物质与羟基自由基对3,4-DMA 10 min降解的贡献率分别为87.55%和7.9%,UV直接氧化、阳极直接氧化、光生空穴直接氧化的作用均可忽略.在不同的初始pH值(A)、初始氯化钠浓度(B)、电流密度(C)、光照强度(D)条件下,光电体系中的光催化与电催化反应均表现出协同效应,且电催化反应占主导.4种影响因素可通过影响氯类活性物质与羟基自由基的产生来对耦合机制产生作用.根据所得动力学公式ln(c_0/c_t)=0.0042A~(-0.2422)B~(0.3378)C~(1.4742)D~(0.2300)t,4种因素对反应体系的作用强弱顺序为:电流密度(C)初始氯化钠浓度(B)初始pH值(A)光照强度(D).基于GC/MS对中间产物的检测结果,提出3,4-DMA的两种可能降解路径:①3,4-DMA依次降解为3,4-二甲基苯酚、邻二甲苯、邻甲基苯甲酸、甲苯、苯甲醛、烷烃类物质、CO_2和H_2O;②3,4-DMA依次降解为含N联苯类物质、脂肪酸类物质、CO_2和H_2O.     

废物处理与综合利用 石油、天然气工业废物处理与综合利用

X741.031200603440光电催化氧化处理高含氯采油废水的研究/李桂英…(中科院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室)∥环境科学研究/中国环科院.-2006,19(1).-30~34环图X-6以高压汞灯为光源,考察了在光催化、电氧化、光电催化及光电催化/H2O2体系中降解实际油田采油废水的效率。研究了实际高含氯采油废水在TiO2悬浮态光电催化反应器中的降解动力学。结果表明,在相同的槽电压和反应时间下,光电催化体系降解有机污染物的效率均高于电化学氧化和光催化,而且在电氧化和光电催化氧化体系中均检测到有一定量的活性氯产生,从而可以提高有…     

电絮凝法处理含磷废水的试验研究

采用铁、铝极板电絮凝法处理实验室模拟含磷废水,探究了通电电压、极板间距、通电时间及初始p H等主要参数对除磷效果的影响。结果表明:通电电压、极板间距、通电时间及初始p H均能影响除磷效果,铝、铁电极对磷的去除率最高可以达到96.8%、99.5%。在试验条件下,得到以铝板为极板去除废水中磷的最优操作条件为:极板间距2.5cm,通电电压为25V,通电时间25min左右,初始溶液p H为7.0。并且根据反应动力学试验证明了铁、铝极板电絮凝除磷反应均为一级反应,其反应速率常数分别k=0.015506,k=0.02309。     

IrO2/Ti-Fe电极电化学降解四氯化碳的研究

以Ir O2/Ti为阳极,Fe为阴极,研究了电化学降解四氯化碳(Carbon Tetrachloride,CT)的性能,重点研究了槽电压、极板间距、溶液的初始p H、电解质种类及浓度等因素对CT处理效果的影响.结果表明:槽电压为3 V,极板间距为50 mm,初始p H为4.5,电解质Na2SO4浓度为10mmol·L~(-1)时,CT的降解效果最佳,3 h内CT(1 mg·L~(-1))的去除率可达68.6%.运用循环伏安法(Cyclic Voltammetry,CV)研究了CT的电化学降解行为,并对降解机理进行初步推测,发现阴极还原脱氯是CT电化学降解的主要途径,CT还原脱氯的产物主要是三氯甲烷(Chloroform,CF)和二氯甲烷(Dichloromethane,DCM).     

电沉积ZnO膜光电催化降解4-硝基酚研究

用硝酸锌水溶液作电解质,采用阴极电沉积法在玻碳电极上制备了具有光电化学活性的氧化锌(ZnO)薄膜。以ZnO膜电极为工作电极对4-硝基酚进行了光电催化降解处理,系统研究了外加偏压、4-硝基酚浓度、电解液浓度以及pH值对4-硝基酚在ZnO膜电极上的光电催化降解效果的影响。结果表明:在外加偏压为1.0V,电解液浓度为0.1mol/L,溶液为近中性条件(pH为6.3)时对0.05mmol/L的4-硝基酚2小时的降解效率达到了98.8%。     

钛基修饰电极催化电解去除水中硝酸盐氮的研究

利用热分解法制备CuO修饰Ti基阴极和SnO2-Sb2O5修饰Ti基阳极,组成无隔膜电解体系,以模拟废水(NO3--N 50mg/L)为对象,进行了水中NO3--N去除实验研究.结果数据表明,CuO修饰Ti基阴极对水中NO3--N的去除率随电流密度、极板间距、搅拌强度和电解时间增加而增加,在电流密度10mA/cm2、极板间距9mm、中等搅拌强度下电解150min,NO3--N催化还原去除率可达93.8%.Cl-支持电解可使NO3--N催化还原产物NH4+-N氧化为N2-N去除.在电流密度10mA/cm2、极板间距9mm、NaCl添加量600mg/L、中等搅拌强度下电解120min后,NO3--N和TN的去除率达到89.3%和86.9%,NO2--N和NH4+-N未检出.分析认为NO3--N还原机制为NOx中O被阴极表面Cu吸附固定,N—O键受氢攻击破坏,逐步还原.阳极电解Cl-生成HOCl,HOCl氧化NH4+-N成N2-N.     

TiO2电极光电催化氧化处理水体中的蒽

为了探究光电催化体系对水体中多环芳烃（PAHs）的降解效果,采用TiO₂电极在紫外光照射下进行了光电催化氧化处理多环芳烃——Ant（蒽）的研究.分别比较了光电催化（PEC）、光催化（PC）和电化学氧化（EC）体系对Ant的降解效果.并探究了电流密度、初始pH、初始ρ（Ant）和腐植酸（HA）等对Ant降解效果的影响;同时,采用伪一级动力学对降解反应速率进行了拟合分析并对中间产物的含量及Ant的降解机理进行了研究.结果表明:在相同电流密度和反应时间等条件下,PEC体系对Ant的降解率均高于PC和EO体系;电流密度对Ant降解影响不大,在电流密度为0.05 mA/cm2条件下,反应30 min后,Ant的降解率能达到98.5%,体系中中间产物有蒽酮（AT）、蒽醌（AQ）等物质,其浓度呈现先增加后降低的趋势;初始pH对中间产物AQ的生成影响较大;初始浓度对反应速率影响较大,初始浓度增加3倍,反应速率降低了近44%,但Ant的降解率相差不到1%;HA的存在使得Ant降解率降低了7.5%,反应速率降低了近83%.      

悬浮TiO_2-铂电极体系光电催化降解染料

文章采用悬浮TiO2-铂电极体系,以悬浮TiO2作为光催化剂,在两片铂电极间施加一定的电压,研究了染料Procion Red MX-5B在NaCl和Na2SO4电解质溶液中的光电催化降解。光电催化的效率与NaCl溶液的浓度和外加电压密切相关,在0.3mol/L的NaCl溶液中,外加电压8V的条件下,10min内染料的脱色率达到95%,而同时间内光催化脱色率只能达到35%。当外加电压超过5V时,电降解几乎与光电催化具有相同的染料脱色率,然而电降解并不能使染料降解的中间物矿化。光电催化能够在反应的最初一个小时去除溶液中80%的TOC,相同时间内光催化能够去除50%。光电催化与光催化都不能完全矿化所处理的染料,原因在于溶液中生成了非常稳定的降解产物。在Na2SO4溶液中,外加电压只能轻微的提高染料的脱色率,但却不能促进中间产物的分解。     

三维电极法处理苯酚废水影响因素研究

根据电解原理,采用自制三维电极反应器对苯酚废水进行处理。在pH值为3,反应时间为120min,电解电压为15V,极板间距为10cm,曝气强度为0.6m3/h反应条件下,苯酚和COD的最大去除率分别为89.1%和83.2%。表明三维电极法适用于处理浓度较高、且有毒性的废水,是快捷、经济、高效的废水处理方法。     

采用Ti/PbO2阳极氧化进行污泥预处理的研究

提高市政污泥脱水性能是当前污泥预处理中的热点和难点.本文以毛细吸水时间(CST)作为衡量污泥预处理中脱水性能的指标,选用钛/二氧化铅网状极板为阴、阳电极,研究了电解电压、极板间距、电解质种类及电解质投加量等因素对电化学预处理市政污泥的影响.结果表明,电压对污泥脱水性能影响较大,在电压为20 V、极板间距为2 cm、电解质为0.6 g Na Cl的条件下,电化学处理市政污泥20 min效果最佳,污泥的CST下降率在90%以上.进一步探究表明,电解过程中污泥菌胶团结构首先被破坏,释放大量结合水,且菌胶团内的蛋白质和多聚糖释放到上清液中,二者浓度先升高;随后二者部分氧化分解,浓度降低,从而有效提高市政污泥脱水性能.