电化学催化降解水中有机污染物的研究进展

电化学去催化降解废水中的有机污染物已引起广泛兴趣。在电极的作用下，电化学反应和化学催化作用结合，可导致有机分子的电催化降解。选用合适的电极材料可以加速电化学反应速率，有助于有机物的电化学转化，本文讨论了提高电催化降解速率的方法，指出了在该领域的研究中存在的问题和发展方向。     

有毒难降解有机物高级氧化电催化电极

在电催化电极的作用下 ,电化学反应和化学催化作用结合 ,导致有机分子的电催化降解。在分析中 ,综述了电催化高级氧化电极研究现状 ,阐述与评价了过渡金属涂层电极、金属氧化物涂层电极、含掺杂半导体涂层电极、金刚石膜电极、三维电极等几个主要方面的研究成果 ,并对今后工作的重点提出了一些意见。     

PbO2电极的改性及其在难降解有机废水电化学处理中的应用

电化学方法处理难降解有机废水是一种很有前途的技术,其应用的关键是开发出高效、稳定、低成本的电极材料.PbO2电极在工业领域具有广泛的应用基础,具有较高的析氧电势和电催化活性,被认为在电化学处理难降解有机废水方面有重要的应用前景.本文对PbO2电极制备方法与改性以及在难降解有机废水电化学处理中应用的研究成果和最新进展进行了综述,并对该研究领域今后的发展趋势进行了分析.     

有毒难降解有机物高级氧化电催化电极

在电催化电极的作用下，电化学反应和化学催化作用结合，导致有机分子的电催化降解。在分析中，综述了电催化高级氧化电极研究现状，阐述与评价了过渡金属涂层电极、金属氧化物涂层电极、含掺杂半导体涂层电极、金刚石膜电极、三维电极等几个主要方面的研究成果，并对今后工作的重点提出了一些意见。     

PbO2电极的改性及其在难降解有机废水电化学处理中的应用

电化学方法处理难降解有机废水是一种很有前途的技术,其应用的关键是开发出高效、稳定、低成本的电极材料.PbO2电极在工业领域具有广泛的应用基础,具有较高的析氧电势和电催化活性,被认为在电化学处理难降解有机废水方面有重要的应用前景.本文对PbO2电极制备方法与改性以及在难降解有机废水电化学处理中应用的研究成果和最新进展进行了综述,并对该研究领域今后的发展趋势进行了分析.     

低分子有机酸对染料废水电催化氧化的影响

研究了二维模式下,形稳性阳极(dimension stable anode,DSA)作为电极材料处理以不同比例混合的酸性大红3R(Acid Red 3R,3R)与草酸(oxalic acid,OA)模拟废水。通过COD、TOC的测定和紫外-可见光谱分析等手段及电化学性能测试可以得出,草酸在电催化降解时所需要的电流密度为10 m A/cm2,明显低于3R电解时所需的电流密度25 m A/cm2。在电催化降解混合模拟染料废水时,电解可以有效破坏发色基团,易降解的有机组分OA优先被氧化,同时会提高难降解有机组分3R的去除效率。此外,废水的p H的不同能导致电催化机理的差异。在p H较低时,阴极的析氢反应占主导地位,使p H升高,而p H较高时,阳极的析氯反应产生Cl2,其水解产生H3O+,同时有机组分被氧化成有机酸,使p H降低。     

电催化氧化处理三唑类杀菌剂模拟废水

以三环唑和丙环唑为特征污染物,研究了TiO2-NTs/SnO2-Sb/PbO2电极电催化氧化处理模拟废水中三唑类杀菌剂的机理。实验结果表明,电催化氧化对废水中三唑类杀菌剂的降解符合一级动力学关系,且降解速率为:丙环唑>三环唑。利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)和离子色谱仪(IC)对电催化氧化降解三环唑和丙环唑溶液产生的中间产物和最终产生的有机酸和无机离子进行检测分析,推断出废水中三唑类杀菌剂电催化氧化的降解路径。通过斑马鱼实验得出电催化氧化对废水中三环唑急性毒性的削减幅度较大,对丙环唑的削减幅度较小。     

对氯苯酚废水的电化学降解研究

实验利用电沉积法制备的不锈钢基PbO2电极,以对氯苯酚溶液为模型废水,通过静态实验研究外加电压、电解质浓度、曝气量及初始pH值对电化学氧化降解对氯苯酚效果的影响。结果表明,实验制备的PbO2电极具有较高的电催化活性,能够有效降解对氯苯酚;较低的操作电压有助于降低处理成本;随着电解质浓度和曝气量的增加,对氯苯酚去除率均呈...     

石墨烯复合活性碳纤维气体扩散电极对甲基橙的降解性能

采用超声-浸渍法制备石墨烯(GO)复合活性碳纤维(ACF)气体扩散电极,对其微观形貌、表面元素及表面官能团等进行表征,通过甲基橙批量降解处理实验阐述阴极双氧水产生性能与机理。结果表明,制备条件GO与聚四氟乙烯分散液(PTFE)质量比为1:4、GO浆液中无水乙醇添加量100 mL、煅烧温度360 ℃、煅烧时间10 min得到的电极性能最优,GO/ACF较ACF在45 min电催化反应甲基橙降解率提升了21.11%,双氧水最终的质量浓度提高了4.65倍,GO/ACF对甲基橙的最终降解率为100.0%,扫描电子显微镜微观形貌表征结果表明,石墨烯可均匀负载于活性碳纤维表面,X-射线光电子能谱、傅里叶变幻红外光谱仪、循环伏安及电化学阻抗测试结果表明,石墨烯复合增加了电极表面C＝O官能团含量,电极电阻减小了40.06%,有利于产生H₂O₂。对初始电压、电解质浓度影响降解因素进行了优化,使用10次后GO/ACF对甲基橙降解率仍保持在100.0%、甲基橙废水COD去除率仅下降了4.45%,表明GO/ACF具有较高循环稳定性。以上研究结果可为印染废水电催化高效脱色处理与有机污染物氧化降解提供理论依据与技术借鉴。     

吸附-电催化氧化降解气态氯苯

采用高接触面积微孔曝气的方式,以吸附性多孔导电材料活性炭纤维（ACF）为电极,吸附电催化氧化两步联动降解气态氯苯,实现了在电解质水溶液中对高浓度非水溶性气态挥发性有机废气的有效处理。正交实验和单因素分析实验结合,确立最佳实验条件并着重考虑pH值、鼓气速率、电解电压、电解质浓度等因素对去除率的影响。在最佳实验条件下,气相中氯苯去除率达到74.3%（20℃）和72.9%（10℃）     

Photoelectrocatalytic degradation of recalcitrant organic pollutants using TiO2 film electrodes: an overview

Photoelectrocatalytic (PEC) technology involved applying an electrical bias to a TiO₂ film electrode, has been widely applied to the degradation of refractory organic pollutants, owing to its high degradation efficiency. This paper reviews recent developments in the PEC degradation of recalcitrant organic contaminants using a TiO₂ film electrode. The preparation and application of various TiO₂ film electrodes have been investigated, as well as the parameters that influence PEC activity such as the crystal structure, the film thickness and substrate material, the applied electrical bias, the solution pH and conductivity. The improvement of PEC activity by doping the TiO₂ film electrode with metal and non-metal ions has been discussed. The mechanism and kinetics for the PEC degradation of organic pollutants have also been highlighted.     

改性Ti4O7阳极对氯霉素的高效电氧化降解

针对传统电化学氧化中阳极是污染物催化氧化的核心,寻找一种具有高析氧电位,高反应活性面积,优良催化活性的阳极是当下亟待解决的问题。为此,选取了亚氧化钛(Ti₄O₇)电极作为基础电极且对其进行过渡金属元素掺杂改性。通过各种表征及降解性能研究发现,所制备改性电极相对于纯Ti₄O₇电极催化性能有所提高。其中,锆(zirconium, Zr)元素掺杂后使得改性电极具有更高的析氧电位和更好的电催化活性。在电流密度为30 mA·cm⁻²,初始pH为6.1,电解质为100 mmol·L⁻¹ Na₂SO₄和10 mmol·L⁻¹ NaCl的最优条件下,氯霉素的去除率为97.4%。并且该电极具有很好的抗干扰性和稳定性,在不同pH干扰下对氯霉素依然具有较高的降解率(均高于81.1%)。此外,Zr元素掺杂的Ti₄O₇改性电极对氟苯尼考和双氯芬酸钠等药物也具有很好的降解效果,降解率分别为93.4%和85.5%,本研究结果可为电化学去除污染物阳极改性研究提供参考。     

BDD电极阳极氧化垃圾渗滤液纳滤浓缩液

实验研究了电化学技术阳极氧化垃圾渗滤液纳滤浓缩液,比较了不同阳极种类、电流密度和极板间距对污染物降解的影响.结果表明,掺硼金刚石(boron-doped diamond,BDD)薄膜电极作为阳极,比钛基镀钌铱(Ti-RuO2-IrO2)和钛基镀铂(Ti-Pt)电极作为阳极时,有机物的矿化更为迅速.选用BDD电极作为阳极,不锈钢电极作为阴极,随着电流密度的增加(10~100 mA/cm2),TOC去除率随之提高,极板间距的改变(2~12 mm)对TOC的降解影响较小.BDD阳极氧化6 h后,浓缩液的TOC去除率达到94%.研究表明,BDD电极阳极氧化技术可有效地处理垃圾渗滤液纳滤浓缩液,可将其应用于高毒性难生物降解的有机废水的处理工艺中.     

高浓度难降解有机废水的催化氧化技术及其进展

根据催化剂的激活因子不同 ,本文将催化氧化法分为湿式催化氧化法 (WCO)、光催化氧化法 (PCO)和电催化氧化法 (ECO)三种 ,并阐述了各自的反应机理及应用研究状况 ,提出了今后需要加强的研究方向     

油田压裂返排液的电化学处理

为探究电絮凝和电化学氧化法处理油田压裂返排液的机理,采用响应面法拟合了反应过程,考察了电化学反应动力学、活性物质以及电极板的形貌和成分的变化。结果表明,电絮凝和电化学氧化法的响应面模型相关性显著,精确度和可信度均在合理范围内,在最优实验条件下其对应的COD去除率分别可达88.2%和100.0%;压裂返排液经电絮凝和电化学氧化处理后去除COD的动力学分别适用于零级和一级动力学模型,反应速率常数分别为4.49 mg·(L·min)⁻¹和0.005 4 min⁻¹;电絮凝和电化学氧化处理压裂返排液起主要作用的活性物质分别是OH·和O₂·⁻;电絮凝反应后,阳极和阴极表面分别附有碳酸钙和絮体有机物,电化学氧化反应后,阳极和阴极表面分别覆盖着致密的有机污染物和钙镁碳酸盐。     

The role of activated carbon on the removal of p-nitrophenol in an integrated three-phase electrochemical reactor

Three-phase electrochemical reactor is still far from concerned in wastewater treatment in order to improve electrochemical treatment efficiency especially when the concentrations of organic pollutants are relatively low. This paper presents a novel process integrated electrocatalysis and activated carbon (AC) adsorption in a fluidization mode for p-nitrophenol (PNP) abatement, with special attention on probing the role of AC. Sparged by external gas (e.g., O(2)), the electrochemical reactor is actually a three-phase (gas, liquid, solid) reactor. By this one-step integrated process, the treatment efficiency was significantly promoted where PNP of initial concentration 150 mg l(-1) could be completely removed in no more than 30 min and it kept good performance for five consecutive runs, showing potential application for environmental remediation. In the integrated process, AC is in a dynamic state of adsorption and in situ electrochemical regeneration by the attack of electrogenerated hydroxyl radical on organic pollutants. When oxygen is sparged into the process, hydrogen peroxide can be formed by cathodic reduction and then decomposed by catalytic reaction on AC, which further promotes organic pollutants degradation.     

高级氧化技术降解水中有机磷农药的研究进展

综述了近年来发展迅速的高级氧化技术,主要包括臭氧高级氧化技术、光催化氧化法、超声降解法、电化学水处理技术和超临界水氧化法等.结合有机磷农药废水处理方法的进展,介绍了各种高级氧化技术在机理研究和应用方面取得的成果和存在的问题,并指出了高级氧化技术在有机废水处理方面所具有的潜力.     

电解催化氧化法废水处理机制研究

采用电解催化氧化法（electrochemical enhanced catalytic oxidation reaction）处理某高浓度有机废水（COD约10 000 mg·L-1）,该工艺主要包括电解反应、催化氧化反应以及催化氧化反应后废水内循环进行电解反应等过程。开展了不同因素对废水COD降解效率影响的研究,并对反应降解机制和反应动力学进行了探讨。结果显示,内循环设计结合H2O2溶液投加量逐步增加的方式,使得体系在420 min反应时间内均保持着不断削减COD的能力。当FeSO4·7H2O初始投加量为0.6 g·L-1、回流比R为0.5时,COD减少量可达9 340 mg·L-1。反应过程中工作电流I及氧化还原电势ORP监测值的不断波动表明反应体系中有机物不断被降解,氧化还原环境不断地变化。该工艺耦合电解氧化和Fenton技术,协同因子约为1.48,且可极大提高废水混凝性能,反应60 min后经废水混凝处理可使COD去除率由4.27%提高至26.21%。