Ti/PbO2电极与Ti/IrO2+Ta2O5电极催化体系降解酸性大红染料废水的比较研究

为比较Ti/PbO₂电极和Ti/IrO₂+Ta₂O₅电极催化体系降解酸性大红(GR)染料废水的处理效果,并确定体系最佳工艺参数。分别对Ti/PbO₂电极和Ti/IrO₂+Ta₂O₅电极催化体系内初始pH、染料初始浓度、电流密度、电解质浓度对GR染料降解率的影响进行了探索,比较工艺参数优化后两催化体系的GR降解率、电极形貌及TOC去除率。结果表明,工艺参数优化后(初始pH 6.38,染料初始浓度100 mg/L,电流密度50 mA/cm²,电解质浓度0.1 mg/L),Ti/PbO₂电极和Ti/IrO₂+Ta₂O₅电极催化体系GR去除率分别可达98.3%和61.1%,TOC去除率为25.4%和13.5%;结合电极表面形貌分析,Ti/IrO₂+Ta₂O_5<...     

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。     

吹脱-电化学催化氧化组合工艺去除地下水中氨氮

以上海某钢铁工业区固废堆场氨氮污染的地下水为研究对象,研究了单独电化学氧化法、光/电协同氧化法、吹脱-电化学催化氧化组合法对氨氮的去除效果,提出能高效除氨氮且适合工程实际应用的吹脱-电催化氧化组合工艺。结果表明,相较单独电化学氧化,光/电协同氧化体系中的强氧化活性物质(HO·、HOCl、ClO^-等)通过自由基链式反应和光解反应生成氧化性更弱的ClO·,反而削弱氨氮去除效果。而吹脱-电催化氧化组合工艺下氨氮、总氮的去除率分别为97.62%、90.23%,出水满足《地下水质量标准》(GB/T 14818-2017)IV类标准。电子顺磁共振(EPR)和活性氯生成实验证实HO·和活性氯(HOCl、ClO^-、Cl₂)在氨氮转化过程中的重要作用。本实验为进一步研究和设计基于电化学法处理废水中的氨氮技术和组合工艺提供了理论依据。     

氧化物修饰电极降解有机污染物的电催化特性

采用高温热解氧化沉积法将金属氧化物SnO₂, RuO₂, Cr₂O₃, PdO修饰到钛基体表面,制备得到4种金属氧化物修饰电极.比较4种电极氧化降解苯、苯甲酸、苯酚、苯胺、硝基苯以及甲基橙染料6种有机污染物的氧化电流效率,结果表明,电极在各种介质中的析氧电位和氧化反应传递系数(β值)是衡量电极能否有效处理有机污染物废水的两个重要指标,其中SnO₂电极的析氧电位最高,PbO电极的b值最大,SnO₂电极的β 值次之.这为研制和筛选高效催化电极提供了理论依据.     

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。     

AgNPs/聚萘二胺/碳纳米管复合电极对亚硝酸盐的电化学检测

本文采用简单、环保的电化学沉积法制备银纳米粒子/聚萘二胺/碳纳米管修饰玻碳电极(AgNPs/Poly(1,5-DAN)/CNTs/GCE),并将其应用于亚硝酸盐的定量检测.通过扫描电子显微镜(SEM)、能量散射光谱(EDX)和电化学技术对AgNPs/Poly(1,5-DAN)CNTs/GCE的形貌和性能进行表征,研究该修饰电极快速检测NO~-_2离子的电化学行为和电催化机理.结果表明,由于银纳米粒子、聚萘二胺和碳纳米管复合物的协同作用,AgNPs/Poly(1,5-DAN)CNTs/GCE复合电极的电活性面积和催化性能明显提高.该修饰电极对NO~-_2的检测具有优异的电化学行为,催化机理是2个电子参与的不可逆反应.采用安培法检测低浓度NO~-_2,NO~-_2氧化电流随其浓度的增加而增加,且在1.5×10~(-7)—6.75×10~(-5) mol·L~(-1)(I(μA)=0.0667 C+0.1049,R~2=0.9918)范围内呈现良好的线性关系,检出限低至5×10~(-8) mol·L~(-1)(S/N=3).该AgNPs/Poly(1,5-DAN)CNTs/GCE还具有良好的选择性、稳定性和再现性,成功应用于实际样品中NO~-_2的定量测定,加标回收率为96.7%—106.7%,结果令人满意.     

阳极材料对苯酚废水处理效果的影响研究

应用自制电化学反应器研究了不同阳极材料对苯酚废水的电催化氧化处理效果的影响。实验结果表明,在相同的实验条件下,钛基RuO2和钛基SnO2 2种新型阳极处理苯酚废水的电催化氧化效果要远好过传统的阳极材料石墨。     

PbO2和掺杂的Fe-PbO2电极的制备及电催化性能研究

在0.35 mol/L、pH=1～2的Pb(NO₃)₂溶液中采用阳极恒流电沉积技术制备PbO₂电极和掺杂的Fe-PbO₂电极。用X射线衍射、扫描电镜方法研究了电极的结构及形貌。通过循环伏安测试考察了其在0.1 mol/L Na₂SO₄溶液和0.01 mol/L苯酚+0.1 mol/L Na₂SO₄溶液中的电化学性能。用PbO₂电极和掺杂的Fe-PbO₂两种电极,在50 mA/cm²电流密度下降解0.01 mol/L模拟酚类废水,120 min后测得苯酚的去除率分别为51.30%和60.23%,邻苯二酚去除率分别可达76.71%和84.26%。     

O-NiCoP/Ni2P电催化还原2,4-二氯苯酚性能研究

针对电催化还原工艺处理氯酚类有机废水受到限制等问题,制备了过渡金属O-NiCoP/Ni₂P催化电极,并用于目标污染物2,4-二氯苯酚废水的电催化还原降解.同时,主要考察了2,4-二氯苯酚浓度、电流密度、电解质浓度、pH和温度等因素对O-NiCoP/Ni₂P催化电极降解效能的影响.结果表明,在2,4-二氯苯酚初始浓度为10 mg·L^-1,温度为25℃,溶液pH=7,Na₂SO₄电解质浓度为50 mmol·L^-1,电流密度为10 mA·cm^-2的条件下,O-NiCoP/Ni₂P电极催化降解180 min,对2,4-二氯苯酚去除率可达到72.2%.同时,催化电极循环使用10次,2,4-二氯苯酚的去除效率保持在72.1%~72.7%,表明电极具有良好的稳定性和实际应用的潜在价值.     

电催化还原脱毒预处理丙烯酸盐废水

丙烯酸盐生物降解性好,但毒性较高,为解决含丙烯酸盐废水难以进行高负荷厌氧生物处理的问题,采用电催化还原技术预处理高浓度丙烯酸盐废水,考察了初始ρ(丙烯酸盐)、电流、废水pH、温度、ρ(对甲基苯磺酸盐)等对丙烯酸盐转化的影响. 结果表明:初始ρ(丙烯酸盐)、废水pH、电流对丙烯酸盐电催化还原为丙酸盐的过程影响较大,而废水温度和ρ(对甲基苯磺酸盐)的影响较小. 当废水初始ρ(丙烯酸盐)由5.0 g/L升至20.0～60.0 g/L时,丙烯酸盐转化速率由30.1 g/(L·h)升至51.9～54.6 g/(L·h),能耗下降近50%;随着操作电流从0.25 A升至2.00 A,丙烯酸盐转化速率由9.5 g/(L·h)线性增至85.1 g/(L·h),电流效率略有降低,能耗由2.0 W·h/g增至5.2 W·h/g;pH由2升至4时,能耗由6.6 W·h/g降至3.4 W·h/g;废水温度在30~50 ℃范围内、ρ(对甲基苯磺酸盐)在0~8.0 g/L范围内时,对丙烯酸盐的转化影响较小. 研究显示,在优化工艺条件(电流为1.00 A、废水pH为5、温度为30 ℃)下,电催化还原处理实际丙烯酸丁酯废水,电流效率达90%以上.