电催化氧化法处理酸性大红模拟染料废水的实验研究

选取酸性大红(AR73)模拟染料废水,以制得的铌掺杂二氧化钛纳米管修饰的锡锑电极为阳极,钛板为阴极,降解酸性大红染料废水,探究电流密度、初始染料浓度、初始p H、电解质类型对降解效果的影响。结果表明,催化电极主要靠产生的羟基自由基(·OH)降解有机物,为非活性电极。电流密度越大,降解效果越好,但能耗越大,最佳的电流密度为50 m A/cm~2,并且催化电极处理的废水需要在合适的浓度范围内,超过1.5 g/L时,电极开始失活。所添加的最佳电解质为Na_2SO_4,且p H对降解效果影响不大,电催化氧化降解染料废水可以在一个宽泛的p H环境下进行。     

电化学技术处理盐酸丁卡因的研究

文章制备Al/Zn共掺杂Ti电极(Al/Zn-Ti电极)并利用其对盐酸丁卡因进行电化学氧化处理并考察降解过程的影响因素及探讨反应机理。结果表明Al/Zn-Ti电极电化学氧化盐酸丁卡因受初始浓度、电流密度及电解质浓度影响,而初始p H对降解不起作用。在盐酸丁卡因的初始浓度为50 mg/L,电流密度为30 m A/cm2,电解质浓度为0.1 mol/L时,Al/Zn-Ti电极的电化学降解效果最优,120 min反应后,COD去除率可以达到68%。对其中间产物分析得出,产生的·OH首先进攻盐酸丁卡因苯环上的基团使其开键断裂。     

PbO2/Ni泡沫镍阳极电催化氧化含润滑油废水

以PbO_2/Ni泡沫镍为阳极,同等尺寸的泡沫镍为阴极,电催化氧化降解含润滑油废水,探讨了电解时间、电流密度、电压、电解质质量浓度等因素对电解效率的影响。研究发现:PbO_2/Ni泡沫镍电极在低电流、低电压条件下,延长电解时间,其对废水COD的去除率更高,使用寿命更长。结果表明:当电流密度0.01 A/cm~2、电压4 V、电解质质量浓度10 g/L时,电解时间200 min时,COD去除率可达到78.5%。通过扫描电镜(SEM)分析对电解前后的阳极材料表面形貌进行表征,发现电极的表面活性层有脱落的现象;通过能谱仪(EDS)分析发现电解后的阳极材料表面C元素的质量分数增加,说明在电解的过程中C以有机物或无机物的形式附着在电极表面。     

不锈钢基PbO2电极电催化氧化降解甲基橙性能的研究

本研究以自制的不锈钢基PbO2电极对25mg·L^-1的甲基橙溶液进行电催化氧化降解。考察了电流密度、支持电解质浓度、溶液pH值、温度等因素对甲基橙脱色率的影响,确定了电催化氧化甲基橙的最佳反应条件,即电流密度为50mA/cm^2,支持电解质Na2SO4的浓度为0．04mol·L^-1,降解20min后,甲基橙脱色率可达到90％以上。本研究还对几种不同印染废水进行了电催化氧化降解,结果表明,不锈钢基PbO2电极对不同的印染废水均有较好的脱色效果。     

二氧化铅电极电催化降解对氯苯酚的研究

以钛基二氧化铅电极作为阳极,铅电极为阴极,对含对氯苯酚的模拟废水进行了电解氧化处理,考察了初始浓度、电流密度、pH、电解质浓度等对化学需氧量去除率的影响。结果表明,在对氯苯酚的初始浓度为8mmol/L、电流密度10A/dm2、pH=11、支持电解质0.5mol/L Na2SO4的条件下,6h降解后化学需氧量去除率达到65.3%。     

掺硼金刚石电极处理双酚A模拟废水的研究

以双酚A(BPA)为代表的环境内分泌干扰物的广泛使用带来了环境污染和生态健康风险。本实验以BPA为研究对象,对比了BDD电极、Ru O2电极与自制的Ti/Sn O2-Sb和Ti/Sn O2-Sb/Pb O2电极在硫酸钠电解质中电催化降解BPA的效果,研究了电流密度、电解质浓度等因素对BPA降解的影响。结果表明,BDD电极相比于Sn O2、Pb O2和Ru O2电极,对内分泌干扰物BPA电化学处理效果更好;以BDD电极为阳极,Ti板为阴极,电流密度为5m A/cm2,电解质浓度为0.05M Na2SO4时,20mg/L的BPA溶液在两小时内的去除率达到90%以上,TOC的去除率达到56%左右;电流密度增大,去除效果提高,但是电流效率下降;增加Na2SO4的浓度有助于BPA的降解过程。     

钌铱电极与BDD电极处理以氯化钠为电解质的染料废水的对比研究

本文以钌铱电极和BDD电极为研究对象,以氯化钠为电解质,考察了两种电极对染料废水中难降解有机物的去除差异,研究电流密度、pH值和氯化钠浓度对染料去除的影响,探究染料降解过程中的自由基贡献。结果表明：钌铱电极和BDD电极均能有效去除染料,但BDD电极的效率更高。最适宜的去除条件为电流密度为10mA/cm²、pH值为5和氯化钠浓度为2g/L,此条件下反应速率常数可达2.964min^-1。·OH被证实对污染物的去除贡献最大。     

新型多孔Ti/BDD薄膜电极电化学氧化降解低浓度茜素红

运用热丝化学气相沉积（HFCVD）的方法制备了以多孔钛为基体的掺杂硼金刚石（porous Ti/BDD）薄膜电极,并测试了它的主要物理性质,SEM表明金刚石相生长良好并且能均匀地分布在基体表面和孔内,Raman光谱表明电极的金刚石相纯而且质量很高。采用循环伏安法研究了酸性条件下茜素红在多孔Ti/BDD电极上的电氧化行为。通过改变阳极电流密度、支持电解质Na2SO4的浓度来研究茜素红在多孔Ti/BDD电极上的电化学氧化降解的效果影响。结果表明：电流密度40 mA/cm2、支持电解质浓度0.5 mol/L为较理想的工艺参数,总电流效率达到30.2%。在相同条件下,发现多孔Ti/BDD薄膜电极氧化降解茜素红与平板Ti/BDD薄膜电极相比具有更高的电流效率。紫外可见光光谱证实了多孔Ti/BDD电极能够有效地电氧化降解茜素红。     

硼掺杂金刚石膜电极电氧化降解对氯苯酚废水

采用循环伏安法研究了中性介质中对氯苯酚在硼掺杂金刚石(BDD)膜电极上的电氧化行为。提出了一种以BDD膜电极为阳极的电化学氧化降解对氯苯酚废水的新工艺,考察了阳极电流密度、对氯苯酚初始浓度、电解液初始pH、支持电解质浓度等工艺因素对电氧化降解效果的影响。结果表明:在阳极极化电位为1.4～1.6V(vs.SCE)时,对氯苯酚在BDD膜电极表面发生直接电氧化反应,生成易吸附的中间产物,导致电极活性降低;在阳极极化电位高于2.0V(vs.SCE)时,BDD膜电极能够良好地电氧化降解对氯苯酚溶液,该过程是通过直接电氧化过程与间接电氧化过程联合作用实现的。通过考察若干工艺因素对对氯苯酚电氧化降解效果的影响发现,较为理想的工艺参数组合为,阳极电流密度60mA·cm-2、支持电解质浓度10g·L-1、对氯苯酚初始浓度10mmol·L-1、电解液初始pH7。在该工艺条件下,COD去除率达到96.1%,平均电流效率为50.2%。高效液相色谱证实了BDD膜电极能有效地电氧化降解对氯苯酚。     

硼掺杂金刚石膜电极电催化降解环己酮废水

采用循环伏安法、稳态极化法等对硼掺杂金刚石薄膜电极的电化学性能及电氧化降解含环己酮模拟废水的电极过程进行了研究,考察了电流密度、支持电解质浓度、起始环己酮浓度和pH值等因素对硼掺杂金刚石薄膜电极电氧化降解含环己酮模拟废水效果的影响。实验结果表明,硼掺杂金刚石薄膜电极能够对环己酮进行有效且稳定的降解,通过正交优化实验,得到较优工艺条件为阳极电流密度为5 mA·cm^-2,pH值为7,Na₂SO₄浓度为10 g·L^-1,起始环己酮浓度为20 mmol·L^-1,在该条件下COD去除率达92.95%,电流效率达80.81%,降解效果显著。     

SOFC中低浓度干甲烷在Ni/YSZ阳极上的反应

固体氧化物燃料电池(SOFC)趋向于直接使用甲烷天然气为燃料,确定甲烷在固体氧化物燃料电池阳极发生的化学与电化学反应非常重要.以Ni/YSZ为阳极、YSZ板做电解质、LSM为阴极,用涂浆法制作电解质支撑的电池,研究低浓度干甲烷在固体氧化物燃料电池中的反应.改变甲烷浓度、电池工作温度、电解质厚度,用在线色谱测量不同电流密度下,阳极出口气体产生速率.根据阳极出口气体产生速率变化,分析干甲烷在阳极的反应变化.通过氧消耗计算和转移电子数的分析,说明甲烷在电池阳极发生不同类型的反应.电流密度小时,甲烷发生部分氧化反应.电流密度大时,发生氢氧化和CO氧化,部分甲烷发生总反应为完全氧化的反应.部分甲烷发生完全氧化反应的同时,部分甲烷仍发生部分氧化反应,但其反应速率随电流密度增加逐渐降低.甲烷浓度和试验温度增加,甲烷开始发生完全氧化的电流密度增加.     

SOFC中不同浓度干甲烷在Ni-YSZ阳极上的反应

引言 天然气是适于固体氧化物燃料电池(SOFC)应用的燃料之一,天然气中主要成分是甲烷.甲烷通过全氧化或部分氧化[1-4]反应,在发电的同时,生成适于发电或其他用途的富含H2、CO的气体.     

操作条件对固体氧化物燃料电池阳极反应转变的影响

研究了不同电流密度下,甲烷浓度、反应温度对甲烷在SOFC中反应由部分氧化到完全氧化转变的规律;测量了不同电流密度下,阳极出口气体产生速率;确定了甲烷浓度和电池反应温度变化时甲烷电化学反应由部分氧化转变为完全氧化的电流密度门槛值,及该门槛值与甲烷浓度、电池操作温度的变化关系.结果说明甲烷开始发生完全氧化的电流密度门槛值与甲烷浓度成正比;甲烷浓度一定,温度升高,甲烷开始发生完全氧化的电流密度的门槛值也随之提高.     

SOFC中干甲烷在Ni-YSZ阳极上的转化

以氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)作电解质、Ni-YSZ为阳极,研究中/低浓度干甲烷在固体氧化物燃料电池(SOFC)中阳极的反应。改变甲烷浓度,测量不同电流密度下,阳极出口气体产生速率,得到不同电流密度下的CH_4转化率(X_(CH_4))与CO选择性(S_(CO))。根据质量平衡以及产物生成速率与不同反应速率之间的关系,分析干甲烷在阳极平行发生的化学和电化学反应,得到X_(CH_4)和S_(CO)与阳极反应的关系。结果表明,低浓度千甲烷,在电流密度小时,发生部分氧化(POM)反应;电流密度大时,在发生POM反应的同时,发生全氧化(DOM)反应。中浓度干甲烷,发生POM反应。当发生DOM反应时,随电流密度的增加,CO选择性降低,甲烷转化率增加的幅度降低。发生POM反应时,两种浓度甲烷的电化学转化速率基本相同。     

废盐酸电解回用技术研究

采用隔膜电解法对低浓度盐酸废水进行电解回用实验研究,分别讨论了电流密度、电解液流量、电解液浓度、温度以及电解时间对槽电压和电流效率的影响,并得出槽电压最敏感因素为电流密度,电流效率最敏感因素为电解液流量。最佳工艺水平为:流量8 mL/min,电流密度0.2 A/cm2,电解液为质量分数7%的HCl与NaCl的混合液,电解温度70℃;并分析了槽电压与电流密度的关系以及电解流出液中游离氯的含量与电流密度和电解液浓度之间的关系。为废盐酸资源化利用提供了一种新思路和新方法。     

电解法回收废盐酸实验研究

采用滤压式隔膜电解槽对低质量分数废盐酸进行电解回收利用实验研究,实验分别讨论了电流密度、电解液流量、温度和HCl、NaCl混合电解液质量分数对槽电压和电流效率的影响,通过实验得出,电流效率影响最显著的因素是电解液流量,槽电压的最主要影响因素是电流密度。最佳工艺水平为:流量12 mL/min,电流密度0.2 A/cm2,电解温度50℃,电解液为质量分数7%HCl与NaCl混合液。验证实验得出电流效率为95.11%,槽电压为4.1 V。     

Influence of Experimental Parameters in the Treatment of Distillery Effluent by Electrochemical Oxidation

The electrochemical oxidation of distillery effluent was studied in a batch reactor in the presence of supporting electrolyte NaCl using Mixed Metal Oxide (MMO) electrode. The effect of operating parameters such as current density, initial pH, and initial electrolyte concentration on the percentage of Chemical Oxygen Demand (COD) removal, power consumption, and current efficiency were studied. The maximum percentage removal of COD was observed to be 84% at a current density of 3 A/dm²at an electrolyte concentration of 10 g/l with an effluent COD concentration of 1000 ppm and at an initial pH of 6. The operating parameters for the treatment of distillery effluent by electrochemical process were optimized using response surface methodology by CCD. The quadratic regression models with estimated coefficients were developed for the percentage removal of COD and power consumption. It was observed that the model predictions matched with experimental values with an R² value of 0.9504 and 0.9083 for COD removal and power consumption respectively. The extent of color removal and oxidation of organic compounds were analyzed using UV spectrophotometer and HPLC.     

硫化氢恶臭气体吸收液的电化学氧化处理过程

利用单槽无隔膜电化学反应器,研究了硫化氢恶臭气体碱性吸收液在圆形平板钌钛DSA电极上的电化学氧化处理过程,考察了电流密度、初始料液浓度、辅助电解质以及pH值对S2?电解去除效果的影响。结果表明：在电流密度25 mA/cm2、S2?初始浓度23 mmol/L时,S2?去除率可达95%以上;S2?的氧化产物主要为SO42?,约占总反应产物的95%,而硫单质占2%～3%,同时生成少量SO32?、S2O32?;S2?去除速率受到S2?浓度的较大影响,电流密度越高去除速率越快;pH值影响Sx2?的形成,强碱条件可避免阳极钝化;与NaCl等辅助电解质相比,NaOH最有利于提高电解氧化的速度和深度,S2?去除率达90%时,可缩短处理时间近40%。     

Electrochemical oxidation of Crystal Violet in the presence of hydrogen peroxide

BACKGROUND: The combination of electrochemical oxidation using a Ti/RuO₂? IrO₂ anode with hydrogen peroxide has been used for the degradation of Crystal Violet. The effect of major parameters such as initial pH, hydrogen peroxide concentration, current density, electrolyte concentration and hydroxyl radical scavenger on the decolorisation was investigated. RESULTS: The decolorisation rate increased with initial pH and hydrogen peroxide concentration, but decreased with electrolyte and radical scavenger concentration. The decolorisation rate increased with current density, but the increase became insignificant after current density exceeded 47.6 mA cm^?2. On the other hand, hydrogen peroxide decomposition rate increased with initial pH and current density, but decreased with electrolyte and radical scavenger concentration. The amount of hydrogen peroxide decomposed during 30 min reaction increased linearly with hydrogen peroxide dosage. The main intermediates were separated and identified by gas chromatography–mass spectrometry (GC–MS) technique and a plausible degradation pathway of Crystal Violet was proposed. At neutral pH, the electrochemical process in the presence of hydrogen peroxide was more efficient than that in the presence of Fenton's reagent (electro‐Fenton process). CONCLUSION: The anodic oxidation process could decolorise Crystal Violet effectively when hydrogen peroxide was present. Almost complete decolorisation was achieved after 30 min reaction under the conditions 2.43 mmol L^?1 hydrogen peroxide, 47.6 mA cm^?2 current density and pH₀ 7, while 62% COD removal efficiency was obtained when the reaction time was prolonged to 90 min. Copyright © 2010 Society of Chemical Industry