鍍覆電極的制備及其催化內(nèi)電解性能研究.pdf

1、催化鐵內(nèi)電解法是一種全新的污水處理技術(shù)，它通過采用單質(zhì)銅作為陰極和單質(zhì)鐵組成原電池，增強(qiáng)了單質(zhì)鐵的還原能力，提高了電化學(xué)反應(yīng)的效率，從而使難降解的有機(jī)物更易還原為可生物降解的物質(zhì)。
　　 本論文針對催化鐵內(nèi)電解法中，會屬催化電極價格昂貴，難以在廢水處理中大規(guī)模應(yīng)用的問題，將內(nèi)電解鍍原理與傳統(tǒng)化學(xué)鍍工藝相結(jié)臺，在鋼件表面鍍銅并對其理化性能進(jìn)行表征。為解決以往銅回收和硫酸銅制各中產(chǎn)生二次污染的問題，對傳統(tǒng)工藝進(jìn)行改進(jìn)，回收廢液中的銅

2、，進(jìn)而制各出硫酸銅晶體。通過對性艷蘭K-3R的降解，考察了Fe-鍍Cu電極的催化活性，并與Fe-Cu電極的處理效果作了對比；通過研究不同厚度的Fe-鍍Cu內(nèi)電解法批次試驗的處理效果，考察了鍍銅層在運行過程中的穩(wěn)定問題；研究活性艷蘭K-3R催化降解動力學(xué)，并對實際廢水進(jìn)行了催化降解。
　　 首先，采用改進(jìn)后的鍍覆工藝制備鍍銅電極，當(dāng)CuSO4為15g/L, EDTA為40/L，a-a'聯(lián)吡啶為25mg/L，pH值為10，溫度為30

3、℃，時間為0.5h時，可得到均勻、光亮、致密的鍍層，鍍層與基體結(jié)合力為26N。
　　 改進(jìn)后的銅回收試驗、硫酸銅制備試驗，均取得了較高的回收率、制備率，銅回收率達(dá)到97.5％，制備率達(dá)97％，改進(jìn)后的工藝不產(chǎn)生任何有害氣體，操作簡便，因不引進(jìn)其他雜質(zhì)離子，進(jìn)而也不會影響產(chǎn)品質(zhì)量，取得了較好的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會效益。
　　 通過對鍍層的沉積速率、厚度及其結(jié)臺力、耐腐蝕性、表面形貌進(jìn)行表征，考察了不同上藝條件下鍍層的性能。結(jié)果

4、表明，當(dāng)絡(luò)合劑濃度為40g/L，pH值為11，溫度在35℃時，沉積速率最大；鍍層厚度隨著施鍍時間的增加而增加，前1.5h增加幅度較大，1.5h以后增加量逐漸減小,2.5h時為37.4μm；隨著施鍍時間的增加，鍍層結(jié)臺力也逐漸增大，在1.5h時達(dá)最大42.6N，此后，鍍層結(jié)合力呈下降趨勢，到2.5h時僅為19.3N；鍍層的耐腐蝕速率隨著施鍍時間的增加逐漸減小，0.5h鍍層的年腐蝕率最大，可達(dá)169μm/y，1.5h鍍層的年腐蝕率居中，而2

5、.5h鍍層的年腐蝕率最小，其最大年腐蝕率只有42μm/y。
　　 采用1.5h的鍍銅電極做催化電極降解活性艷蘭K-3R，當(dāng)Fe-Cu比為3：1，pH值為6.0,反應(yīng)時間為60min，反應(yīng)溫度為25℃，活性艷蘭K-3R初始濃度為700mg/L時，色度去除率可達(dá)99.79％，COD去除率為64.81％，與Fe-Cu電極的處理效果非常接近。不同厚度的Fe-鍍Cu電極對活性艷蘭K-3R批次試驗的處理效果表明，前3天的脫色率相近，第3天脫

6、色率達(dá)到峰值，之后整體呈下降趨勢，1h、1.5h的銅層與反應(yīng)前變化大，僅有少量銅層從基底上剝落，2h、2.5h的銅層剝落較嚴(yán)重。較低濃度下，F(xiàn)e-鍍Cu體系對活性艷蘭K-3R的降解均屬于一級反應(yīng)，隨著溶液初始濃度的增加，表觀反應(yīng)速率常數(shù)逐漸降低。
　　 在自然pH條件下，當(dāng)Fe:Cu:沸石=3：1：1.曝氣量為0.6L/min時，F(xiàn)e-鍍Cu催化還原體系對造紙廢水的降解效果最好，COD和色度去除率可分別達(dá)到60％