BDD電極電催化體系羥基自由基形成規(guī)律研究.pdf

1、摻硼金剛石（BDD）電極具有高析氧電位、吸附惰性和良好物理化學穩(wěn)定性等特點。相比傳統(tǒng)電極在電催化降解有機物方面有較大優(yōu)勢，為處理難降解有機廢水提供了新途徑。BDD電極的羥基自由基具有較強氧化能力，能夠高效降解有機物，在電催化體系中占有重要位置。因此，研究電催化體系羥基自由基的形成規(guī)律，進而優(yōu)化羥基自由基的產(chǎn)量，對于提高BDD電極電催化效率，降低系統(tǒng)能耗具有重要意義。
　　首先通過HFCVD工藝制備BDD電極，并進行了XRD、SEM

2、、Raman表征，得到了高質量電極。其次將 BDD電極密封在電解槽內(nèi)，引入水循環(huán)制作了BDD電極電催化組件。通過BDD電極電催化組件和燒杯進行降解苯酚的對比實驗，發(fā)現(xiàn)BDD電極電催化組件能夠高效降解苯酚的原因與羥基自由基有關。通過間接檢測方法，在BDD電極電催化組件和燒杯中成功檢測到了羥基自由基，發(fā)現(xiàn)BDD電極電催化組件在同等條件下羥基自由基濃度比燒杯中大。評價了BDD電極電催化組件性能，為后續(xù)羥基自由基的優(yōu)化奠定良好基礎。
　　

3、在此基礎上，研究了電流密度、溶液pH值、Na2SO4電解質濃度等因素對BDD電極電催化體系羥基自由基的影響。通過單因子實驗分析，得出了對羥基自由基影響顯著的各參數(shù)最佳反應區(qū)間：電流密度為60--100 mA/cm2,溶液pH值為7--11，Na2SO4電解質濃度為0.06--0.1 mol/L。通過響應曲面優(yōu)化法，建立了羥基自由基的濃度（因變量）與電流密度、pH、Na2SO4濃度（自變量）的二次回歸模型。并根據(jù)響應曲面圖分析了電流密度、

4、溶液pH值、Na2SO4電解質濃度交互對羥基自由基的影響。得到并驗證了在電流密度為100mA/cm2,pH值為9,Na2SO4濃度為0.1 mol/L，羥基自由基濃度最大。
　　在BDD電極電催化體系引入超聲，考察了超聲對BDD電極電催化體系羥基自由基的影響機制。實驗發(fā)現(xiàn)，當電流密度低于60 mA/cm2，隨著電流密度的逐漸增大，超聲對羥基自由基的濃度影響逐漸變小；當電流密度超過60 mA/cm2，超聲對羥基自由基幾乎沒有影響。當