基于改性氣體擴(kuò)散電極的光電芬頓氧化法降解含苯酚廢水的研究.pdf

1、本文將二乙基蒽醌(EAQ)改性氣體擴(kuò)散電極用于光電芬頓體系中降解苯酚廢水。以EAQ作為催化劑，與石墨化碳黑、PTFE乳液混合制備出EAQ含量為15％的改性氣體擴(kuò)散。通過對EAQ改性氣體擴(kuò)散電極進(jìn)行電化學(xué)循環(huán)伏安、疏水角、電阻率及SEM測試，驗(yàn)證了改性氣體擴(kuò)散電極導(dǎo)電性能較好，表面狀態(tài)良好，比C/PTFE電極具有更高的催化氧還原性能。
　　 苯酚降解實(shí)驗(yàn)通過自制的無隔膜的光電芬頓反應(yīng)裝置來實(shí)施。EAQ改性電極作為陰極，形穩(wěn)電極(D

2、SA)作為陽極，Na2SO4作為支持電解質(zhì)，極間距為2cm，處理110mL的100mg/L苯酚溶液。研究顯示當(dāng)電流密度為30mA/cm2，溶液pH在3～4之間，亞鐵離子濃度為2mg/L，出口氧氣壓力為1.0kPa時，30min內(nèi)苯酚廢水降解完全;紫外光對苯酚降解效率有顯著的促進(jìn)作用，且對Fe(Ⅲ)草酸鹽復(fù)合物具有較好的光解作用，能夠更好的去除穩(wěn)定的中間產(chǎn)物草酸。通過高效液相色譜法(HPLC)分析苯酚降解過程中各中間產(chǎn)物的變化規(guī)律，并根據(jù)

3、親電加成規(guī)律，分析苯酚降解機(jī)理如下:由改性氣體擴(kuò)散電極的光電芬頓法產(chǎn)生的羥基自由基(·OH)首先進(jìn)攻苯酚的鄰位和對位，生成鄰苯二酚和對苯二酚，繼續(xù)氧化生成苯醌。溶液中大量的羥基自由基(·OH)連續(xù)進(jìn)攻苯環(huán)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的苯環(huán)就會被打開，生成的羧酸類中間產(chǎn)物有順丁烯二酸、反丁烯二酸、丙烯酸、丙二酸、草酸、乙酸和甲酸，直至完全礦化成二氧化碳和水。
　　 雜質(zhì)離子Cl-隨其濃度變化對苯酚降解效率的影響體現(xiàn)在促進(jìn)和抑制兩個方面，當(dāng)濃度低

4、于1400mg/L時生成的ClO-離子協(xié)同氧化作用占主導(dǎo)地位，促進(jìn)苯酚降解;當(dāng)濃度高于1700mg/L時由析氫反應(yīng)生成的過多的氫氧根離子，抑制苯酚降解。在300-600mg/L濃度范圍內(nèi)的氨氮離子以及100-300mg/L范圍內(nèi)的Ca2+、Mg2+硬度與無雜質(zhì)離子的光電芬頓條件下苯酚降解效率相當(dāng)，對處理效率影響不大。
　　 在拓展EAQ改性氣體擴(kuò)散電極的光電芬頓氧化法處理范圍中，通過其對其他含酚廢水（苯酚、甲酚、硝基酚）、染料（