電催化氧化降解難生化有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水污染已成為多國家所面臨的嚴(yán)峻問題，阻礙著社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的進(jìn)程。有毒、難生物降解有機(jī)污染物的治理因缺乏有效的處理方法成為水處理領(lǐng)域的難點(diǎn)。本論文以電催化氧化技術(shù)為核心處理工藝、對(duì)硝基苯酚(p-NP)為目標(biāo)污染物，進(jìn)行了有毒、難生化有機(jī)污染物處理的實(shí)驗(yàn)研究。 本研究的主要內(nèi)容是制備高效摻雜鐵系元素的鈦基二氧化鉛電催化電極，并評(píng)價(jià)電極對(duì)特定有機(jī)廢水的處理效果及影響因素，以期為電催化氧化技術(shù)在有毒、有害

2、、難生化有機(jī)污染物降解方面的實(shí)際應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 實(shí)驗(yàn)首現(xiàn)用電沉積法制備了Fe、Co、Ni摻雜改性鈦基二氧化鉛電極，采用掃描電子顯微鏡(SEM)、X-射線衍射儀(XRD)對(duì)不同摻雜改性β-PbO2/Ti電極進(jìn)行表征，測試所制備電極的循環(huán)伏安曲線和陽極極化曲線，并采用對(duì)硝基苯酚的電催化氧化降解效率等指標(biāo)來評(píng)價(jià)所制備電極的電催化性能。結(jié)果顯示Fe、Co、Ni摻雜改性鈦基二氧化鉛電極的電催化性能均有明顯改善，其中以鐵摻雜的β-Pb

3、O2/Ti電極最佳。該電極在電流密度為10mA/cm2時(shí)，電催化處理40mg/L對(duì)硝基苯酚的廢水，60min去除率達(dá)到84﹪，120min去除率達(dá)到98﹪。實(shí)驗(yàn)過程也說明了摻雜量的不同對(duì)電極的降解效果和其導(dǎo)電性有著顯著的影響。 以優(yōu)選的鐵摻雜改性鈦基二氧化鉛電極為陽極，銅板為陰極，在無隔膜電解槽中，進(jìn)行了對(duì)硝基苯酚模擬廢水電催化氧化降解的實(shí)驗(yàn)研究。系統(tǒng)地研究了電解時(shí)間、電流密度、介質(zhì)條件、初始濃度等因素對(duì)對(duì)硝基苯酚處理效果的影

4、響。通過實(shí)驗(yàn)確定鐵摻雜β-PbO2/Ti電極電催化氧化法降解對(duì)硝基苯酚的適宜工藝條件是電流密度為10mA/cm2～20mA/cm2，極板間距為1cm～2cm。 以高效液相色譜和紫外-可見分光光度計(jì)等為檢測手段，對(duì)對(duì)硝基苯酚的電催化氧化動(dòng)力學(xué)和降解機(jī)理進(jìn)行了初步分析。研究結(jié)果表明，在以鐵摻雜改性鈦基二氧化鉛為陽極的電催化氧化反應(yīng)體系中，羥基自由基起著重要的作用，對(duì)硝基苯酚的降解屬于電化學(xué)燃燒過程，對(duì)硝基苯酚最后可被氧化為二氧化碳