三维电催化氧化法的研究进展与应用

主要论述了三维电催化氧化法的研究进展。分别论述了三维电催化在处理工业有机废水的研究现状,三维电催化氧化的反应机理。报告了三维电催化反应装置研究现状;分析了电极材料,粒子电极的填充方式,反应装置类型对废水处理效果的影响,主要介绍了活性炭(GAC)材料作为粒子电极的应用研究,并探讨了三维电催化技术与其它技术联用提高废水处理效率的研究,最后对三维电催化氧化法的研究方向进行了展望。     

电催化氧化法降解水中玫瑰精B的试验研究

采用热分解氧化法制备Ti/SnO2形稳性阳极(DSA电极),采用浸渍法制备过渡金属(Cu、Fe、Co、Ni)改性的膨润土作催化剂(粒子电极)并与DSA电极耦合形成三维电极体系,以玫瑰精B水溶液为模拟印染废水,系统研究不同电极体系的电催化氧化降解和脱色性能.结果表明,在DSA电极体系中添加粒子电极,可显著提高电催化氧化效...     

负载型活性炭粒子三维电极法处理亚甲基蓝模拟废水

为了改善三维电极体系中粒子电极对亚甲基蓝(MB)模拟废水的电催化氧化处理效果,采用等体积浸渍法和烧结法成功合成了金属氧化物与颗粒活性炭相结合的粒子电极(M/AC),并对其进行表征。考察了金属组分种类和金属组分负载量对粒子电极催化性能的影响,并对所合成粒子电极的反应机理进行了探讨。结果表明：M/AC粒子电极为多通道多孔网状结构,可以提供大量的表面活性位点;M/AC粒子电极在三维电极体系中对高浓度MB模拟废水表现出良好的电催化降解能力;Mn/AC粒子电极的最佳负载量为5%(质量分数),其电催化氧化性能优于Fe/AC和Ni/AC粒子电极;Mn(5)/AC在三维电极体系中运行8 h后对MB模拟废水的电催化降解率为90%,200 h后仍可达到80%以上;在电催化氧化过程中,Mn/AC粒子电极表面的Mn²⁺、Mn³⁺和Mn⁴⁺可以实现催化循环,产生活性物质,即羟基自由基和超氧自由基。Mn/AC粒子电极具有长期稳定电催化降解水中有机污染物的潜力。     

有机废水的电催化法降解研究现状

阐述了有机废水电催化法降解机理;综述了传统二维电极、新型三维电极电催化降解有机废水的原理及其应用现状,PbO2电极在三维电极处理有机废水中的应用现状、反应机理以及改性PbO2电极的研究进展;最后对未来发展方向进行了展望。     

PbO2电极的研究进展

电催化氧化法是目前处理难生物降解有机废水的有效方法,二氧化铅电极由于具有高析氧电位、高催化活性和稳定性而在该技术领域得到广泛应用。对近年来PbO2电极的制备与改性进行总结与综述,并对电极的应用进行概括,指出PbO2电极目前存在的缺陷及未来的主要研究方向,以期起到承前启后的作用。     

改性SnO2电极电催化降解煤化工废水

针对煤化工废水生化处理后无法达到污水排放和回用标准等问题,研究采用电催化氧化法降解废水中氨氮和COD来实现废水的零排放。比较了改性SnO_2电极(ESIX-SnO_2)与Ti/SnO_2电极电化学性能,并考察电流密度、初始pH、初始Cl-质量浓度对电催化降解废水中氨氮和COD的影响。结果表明,与传统的Ti/SnO_2电极相比,ESIXSnO_2电极晶粒尺寸变小、析氧电位(1.67 V)和加速寿命(112 h)显著提高。在优化工艺条件下,电解30 min后,ESIXSnO_2电极对NH_4~+-N和COD的去除率分别为100%和90%。在实际催化氧化过程中,ESIX-SnO_2电极表面产生更多具有强氧化性的羟基自由基,能够快速氧化氨氮和有机物,实现了污染物的快速无害化去除。     

三维电极电催化氧化技术处理工业废水研究进展

工业废水成分复杂、污染物含量高,利用传统的生物降解等处理方法难以进行有效处理。近年来,三维电极电催化氧化技术在废水处理中展现出优越的性能,具有效率高、运行条件可调且温和、耗能低、占地面积小等特点。通过分析三维电极技术处理不同类型工业废水的工艺参数、处理效果和反应历程等,发现三维电极技术可以根据不同类型的废水调整运行参数,也可以适当改变极板材料、粒子电极种类和反应器结构等实现对特定废水进行有效预处理或深度处理。另外,通过对比不同类型废水的反应历程、中间产物等,揭示了三维电极技术降解有机污染物的机理,电化学直接氧化和羟基自由基等间接氧化共同作用矿化有机物污染物,羟基自由基间接氧化通常起主要作用。     

三维电极电芬顿技术处理抗生素废水的研究进展

介绍了三维电极电芬顿法的基本原理及当前我国对于抗生素废水的常见处理手段。综述了电芬顿技术及电芬顿法处理抗生素废水的研究进展,通过对技术优缺点的分析讨论,得到了该技术的发展壁垒,未来应着重加强对于粒子电极材料的改性研究,降低应用成本。     

生物炭吸附法处理氨氮废水的研究进展

综述了生物炭吸附处理氨氮废水的研究现状,介绍了物理改性、酸碱改性、金属离子改性和生物改性生物炭,光催化与生物炭联合技术,生物炭固定化微生物技术,生物炭三维电极技术在氨氮废水处理领域的应用进展,详细地介绍了各种方法对氨氮废水的处理效果及其优缺点。展望了生物炭吸附法在氨氮废水处理领域未来的研究重点和发展趋势。     

钛基SnO_2电极的制备、改性及其应用研究进展

钛基Sn O_2电极作为一种典型的电催化电极与传统电极相比具有很多优势,因而被应用于许多电化学水处理当中。但同时也存在着一些缺点,如电极寿命较短、稳定性较差等,限制了电极更广泛的应用。主要针对电催化水处理技术中钛基Sn O_2电极的性质、制备方法、改性技术及其处理有机废水等方面进行综述,并针对电极存在的不足,对其改性方向进行了讨论。     

三维电催化技术反应机理及其应用研究

综述了近几年国内外对三维电催化技术的研究进展，详细总结了该技术的基本反应机理，系统地分析了三维电催化技术中电极材料对废水处理效果的影响，介绍了负载型粒子电极的应用研究，探讨了该技术在不同废水处理中的应用情况，以及与其他处理技术耦合应用研究，展望了三维电催化技术的研究前景。     

TiO2-SiO2/GAC粒子电极的制备及其对氨氮废水去除的探究

采用溶胶-凝胶法制备TiO_2-SiO_2/GAC粒子电极,通过SEM、 XRD和N_2吸附-脱附对负载前后的活性炭粒子电极进行表征。通过紫外-可见分光光度法,比较二维和三维电催化体系中羟基自由基(·OH)的瞬时浓度大小。以氨氮废水为目标污染物进行三维电催化氧化降解实验,考察了初始pH值和槽电压对氨氮降解效率的影响。结果表明,在初始pH值为10,槽电压为10 V条件下,氨氮降解效率为91.89%。     

氨氮与2-氨基吡啶在三维电催化氧化降解中的竞争

采用CuO-ZnO/多孔陶瓷为粒子电极的三维电催化氧化技术,对氨氮与2-氨基吡啶模拟废水的电催化氧化降解中的竞争过程进行研究。考察了氨氮及氨氮与2-氨基吡啶直接氧化和间接氧化降解的情况,并分析了氨氮与2-氨基吡啶的竞争反应过程。结果表明:间接氧化过程更有利于氨氮的去除,并可降低硝酸盐氮的累积率,2-氨基吡啶主要通过直接氧化降解,不受氨氮和氯离子的影响,直接氧化条件下2-氨基吡啶开环产物与氨氮存在强烈的竞争现象,间接氧化对2-氨基吡啶开环产物与氨氮的降解都有提高,且氨氮的去除优先于2-氨基吡啶开环产物。因此,可以通过改变三维电催化体系的直接和间接氧化条件,调整氨氮与有机物的去除效果,并可应用于含氨氮有机废水处理的现场调试。     

负载Sb掺杂SnO2瓷环粒子电极的制备及电催化性能

通过浸渍法制备负载Sb掺杂SnO2的石英微孔瓷环粒子电极.采用扫描电子显微镜、能量色散X射线能谱和X射线衍射对粒子电极的形貌及晶相组成进行表征;以除草剂废水为研究对象,优化了粒子电极的催化反应参数.结果表明:所制备的粒子电极表面负载了Sb掺杂SnO2晶体,并且孔径增大,有利于电解液的传质,因而提高了电催化氧化反应的效率...     

负载氧化物的γ-Al2O3粒子电极制备及电催化氧化性能研究

采用浸渍-焙烧法制备一系列不同的负载Cu、Pb和Sn的氧化物为负载层的粒子电极,应用于三维电极法处理工业印染废水研究,通过正交试验设计确定γ-Al2O3负载氧化物粒子电极制备的主要影响因素及最佳制备条件。结果表明:当焙烧时间为6 h,焙烧温度为550℃,浸渍液为四氯化锡,投加量为140 g时,电催化氧化处理印染废水效果最好:COD Cr去除率达到88.33%,色度去除率达到99.41%;并将该条件下制备的粒子进行SEM、XRD检测表征其形貌及晶相组成,结果表明其电催化活性高,稳定性好。     

电催化氧化法处理难生物降解工业有机废水的应用现状

随着工业的快速发展,工业废水处理的重要性日益凸显。电氧化技术具有氧化能力强,操作条件温和,不添加外氧化剂,无二次污染的特点,受到学者们的密切关注,在高毒性工业有机废水处理领域具有广阔的应用前景。介绍了近年来国内外电催化氧化处理的研究进展,首先介绍了三种阳极(钛基二氧化锡电极,钛基二氧化铅电极以及BDD电极)的制备方法、作用机理、目前存在的问题以及措施等。接着介绍了一种新型的电氧化方法——三维电极法,讨论了该方法常用的粒子电极类型及其相应电氧化效果。最后对电催化氧化方法当前的研究现状进行了总结,指出了未来的发展方向。     

Mn-Sn-Sb/γ-Al2O3粒子电极对苯酚的降解特性

研制了复合氧化物负载型Mn-Sn-Sb/γ-Al₂O₃粒子电极并填充于主阴阳极之间,实现了三维电催化氧化反应,并采用XRD、SEM对粒子电极进行了表征.结果表明,该粒子电极对目标污染物苯酚显示了良好的电催化活性和稳定性,在相同反应条件下,不加粒子电极的二维电解时苯酚的降解率为55.6%,而三维电催化氧化过程中降解率为90.8%,大大提高了苯酚去除效果.研究苯酚降解的动力学规律表明,苯酚降解符合表观一级反应动力学规律.利用GC-MS分析了苯酚降解主要中间产物为异丁酸、丙二酸、对苯醌、丁烯酸、乙二酸、顺丁烯二酸、丁二酸、邻苯二酚、对苯二酚及间苯二酚等,并据此推测了苯酚电催化氧化的可能反应途径.     

聚酰亚胺绝缘粒子制备及对染料废水的电催化降解

采用聚酰亚胺涂膜活性炭的方法制备了聚酰亚胺绝缘粒子。将聚酰亚胺绝缘粒子与粒子电极混合后构成三维电极反应器的床层填料,应用到对染料废水的电催化降解实验。对绝缘粒子与活性炭体积比、聚酰亚胺绝缘粒子的耐酸碱性以及电催化降解操作条件如电解电压和电流密度等进行了探讨。结果表明,床层中绝缘粒子与活性炭粒子最佳体积为1/3。聚酰亚胺绝缘粒子电绝缘性能好、耐腐蚀性强、使用寿命长,能够均匀分布在粒子电极中,减小了短路电流,提高了电流效率和对染料废水的电解效率,为聚酰亚胺提供了一种新的应用。     

电化学技术降解有机废水研究进展

综述了电催化氧化、光电催化、超声电化学、三维电极电化学技术降解有机废水的研究与应用进展,重点介绍了电化学技术协同降解有机废水的发展现状,对各种电化学方法进行了阐述,探讨了电化学技术降解有机废水的发展趋势,展望了降解有机废水今后的重点研究方向。     

废水处理用催化电极的研究与应用

从废水处理的角度，探讨了废水处理用催化电极研究中存在的问题并对有代表性的电极材料进行了评价。认为电催化法与普通电化学法的主要区别是能够通过电催化产生OH采氧化降解废水中的有机污染物，其技术关键是电极材料的催化活性。讨论了目前正在研究开发的金属电极、碳素电极、金属氧化物电极、非金属氧化物电极、粒子电极等取得的进展，指出尚未解决的问题和发展方向。