BDD电极降解酸性橙Ⅱ染料废水研究

选用掺硼金刚石(BDD)电极作为阳极、不锈钢电极阴极,对酸性橙II染料废水进行电化学降解研究。讨论了电解质、电流密度、溶液pH、初始浓度等工艺参数对酸性橙II降解速率的影响,对降解过程中染料分子的矿化进行了监测分析,并且考察了不同初始浓度下电解过程中的表观电流效率。结果表明,溶液中存在氯离子有助于酸性橙II的快速降解;以硫酸钠为电解质时,高电流密度和碱性pH环境有助于提高酸性橙II降解速率。电化学降解过程中,BDD电极可以迅速的破坏染料分子显色基团使其褪色,并无选择性的矿化各种中间产物。随着电解反应的持续进行,表观电流效率逐渐降低;污染物浓度越高,电解过程中电流效率越高。在初始浓度50 mg/L、氯化钠添加量0.01 mol/L、电流密度10 mA/cm2、初始pH 6.5左右的条件下,酸性橙II在30 min内被完全降解,120 min后TOC去除率达到96%。     

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。     

金属氧化物电极材料在降解含酚废水中的应用

电极材料是电化学催化氧化技术的核心,直接决定着酚类化合物的降解机理、降解历程和降解效果.综述了PbO_2、SnO_2和其它金属氧化物电极材料对含酚废水的降解效果.介绍了提高PbO_2和SnO_2电极催化活性的方法并阐述了其失活机理与延长寿命的途径.指出寻找廉价、稳定性好、析氧超电势高、催化活性好的电极材料是电催化氧化降解含酚废水的主要研究方向.     

掺硼金刚石薄膜电极电催化降解染料废水的研究

通过测试新型掺硼金刚石薄膜电极的电化学性质,发现掺硼金刚石薄膜电极具有较高的析氢析氧过电位,有效地抑制了析氧副反应,具有较高的催化氧化效率。在研究活性艳红模拟染料废水在该电极上的催化降解过程中,考察了不同工艺条件:活性炭投加、电解质、电流密度、pH值和染料废水的初始浓度对染料降解脱除的影响。实验结果表明:在酸性介质中,投加一定量的活性炭和2gL-1硫酸钠电解质,选用电流密度为0.08Acm-2,来处理高浓度染料废水色度去除率可达到99%。由染料废水处理前后的紫外可见光谱表明电解不仅破坏了染料分子中的偶氮共轭发色基团,达到去色的目的,还可以断裂其他难降解小分子基团。     

有机废水电化学氧化阳极材料的研究进展

阳极材料是电化学氧化法处理有机废水的关键.综述了贵金属电极、碳素电极、钛基金属氧化物电极和合成掺硼金刚石(BDD)薄层电极在内的常用阳极材料的性能,并对有机废水电化学氧化阳极材料的发展趋向进行了展望.     

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。     

电催化氧化法降解炼油二级出水CODCr的研究

以炼油厂二级出水回用为目的,研究了电催化氧化法降解炼油厂二级出水CODCr的方法。实验结果表明,电催化氧化法可在炼油厂二级出水回用中降解CODCr。当废水处理后ρ(CODCr)小于30mg/L时,处理每吨废水的电能消耗在1kW·h左右。CODCr的降解效果依赖于废水性质、电解时间、电极材料、电流密度、电极间距、电解槽结构、废水流量等因素。     

三维电极氧化降解苯酚废水的试验研究

采用自制反应器氧化降解苯酚废水,通过试验分析反应时间、pH、电解电压、Fe2+投加量对三维电极氧化降解苯酚废水中苯酚去除效果的影响,并确定最佳反应条件。试验结果表明,三维电极氧化降解苯酚废水有较好的去除效果,在最佳反应条件下,即反应时间为90 min,pH=3,电解电压15 V,Fe2+投加浓度为1 mmol/L,对苯酚质量浓度为300 mg/L的模拟废水的最大苯酚去除率达到91.2%。     

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。     

同槽双极锰的电沉积实验研究

以MnSO_4为电解液体系,采用双膜三室电解装置在阴极沉积金属锰,阳极得到微粒二氧化锰。研究了Mn~(2+)含量、电流密度、电极材料等因素对双极电解效果的影响。结果表明,在阴极Mn~(2+)、(NH_4)_2SO_4、SeO_2的质量浓度分别为35、100、0.03 g/L,pH为6.8、电流密度300 A/m~2、温度35℃,阳极Mn~(2+)的质量浓度35 g/L、H_2SO_4浓度2.5 mol/L、电流密度900 A/m~2的优化条件下,阴极电流效率为67.8%、酸回收率为40.8%、能耗为7.626 Wh/g,阳极电流效率为86.4%,能耗为3.996 Wh/g。对比了Ti电极、Ti/Ru电极和Ti/PbO_2电极3种不同的电极材质对阳极产物MnO_2的影响,Ti/PbO_2电极具有析氧电位高、氧化能力强、耐强酸腐蚀和价格低廉等优点,电流效率最高,达87.6%。     

三维电极技术催化氧化含氯羟丙基胍胶模拟废水

采用活性炭三维电极系统处理含氯羟丙基胍胶(HPG)模拟废水,考察了Cl-质量浓度、电流密度、电解时间、溶液pH、粒子电极填充率对COD去除效果的影响。结果表明,在电解时间为60 min,电流密度为7 mA/cm2,Cl-质量浓度为5 600 mg/L,粒子电极填充率为85%,溶液pH为2的最佳条件下,废水的COD去除率可达68.15%。处理过程中,Cl-电解生成强氧化性的活性氯参与HPG的氧化降解反应,导致其断链生成多种氧化产物的中间体(包括氯化有机物),同时显著提高废水的处理效果。     

基于大面积BDD电极的废水降解研究

采用HFCVD方法制作了大面积Ti衬底掺硼金刚石(BDD)电极,并通过SEM、Raman等手段对BDD涂层形貌和质量进行了表征。以模拟苯酚废水作为研究对象,考察大面积BDD电极作为阳极材料的电化学方法对难降解酚类物质的降解速率和效果,主要研究了电流密度、槽压、电极间距、溶液pH值等因素对降解效果的影响,通过检测废水CODCr浓度的变化来探究不同试验条件下BDD电极对苯酚模拟废水的处理效果。结果表明,当电流密度在40~100 mA/cm~2、槽压为8~10 V、电极间距为10 mm、以及弱酸条件下对苯酚废水的处理效果最好。     

ATO-Nd-DSA电极电催化氧化吡啶研究

以吡啶模拟废水为目标污染物,研究了ATO-Nd-DSA电极降解吡啶的最佳工艺条件和氧化行为。结果表明:初始pH为14,电极间距2.0 cm,电解质Na_2SO_4浓度为0.25 mol/L,电流密度为30 mA/cm~2,初始质量浓度为1000 mg/L,降解120 min后,去除率可达到56.8%;吡啶降解体系的电流效率可达20.65%;吡啶在Nd-ATO-DSA电极表面的降解过程基本遵循动力学一级方程;Nd-ATO-DSA电极上的电化学氧化是一个表面控制下的不可逆电极反应过程。     

三维电极电化学技术及其在废水处理中的应用

针对三维电催化氧化工艺的应用及进展进行了综述。介绍了三维电催化氧化技术的概念,并且以废水中氨氮污染物的处理探究了该技术的降解机理;简要概括了三维电催化氧化技术的影响因素,如电池电压和电流密度、初始pH、温度等;阐述了三维电催化氧化的典型电极材料,主要是通过构建中间层及涂层多元化改性的DSA电极、改性的掺硼金刚石电极、传统粒子电极和近年来研究热门的负载型粒子电极;分别总结了三维电催化氧化技术在氨氮废水、苯酚废水及印染废水处理方面的应用现状,提出了三维电催化氧化技术目前存在的问题并且对该技术今后的发展方向做出了展望。     

Ti/SnO_2-Sb-Ni阳极电化学氧化系统回收S单质并同步实现含硫废水处理的研究

采用电化学氧化处理煤化工含硫废水并同步回收单质S。Ni掺杂能够有效提高Ti/SnO_2-Sb阳极的电化学活性,在电流密度40 mA/cm²时,经过48 h的电解,COD由51 100 mg/L降低至6 880 mg/L,去除率为86.54%,色度(ADMI)去除88.50%。COD的降解符合一阶动力学,动力学常数K_1为0.039 5 h2时,经过48 h的电解,COD由51 100 mg/L降低至6 880 mg/L,去除率为86.54%,色度(ADMI)去除88.50%。COD的降解符合一阶动力学,动力学常数K_1为0.039 5 h^(-1),电流效率和能耗分别为38.58%和35.72 kWh/kg COD,同时回收S单质4.55 g/L。回收的S单质系废水中含硫有机物在阴极被还原后又在阳极被氧化而生成,表明电化学氧化系统能够通过调控阴阳极,将含硫有机物回收为S单质,并同步实现废水的处理。     

乙酸铅质量浓度对电沉积PbO2电极性能的影响

采用电沉积法在TA1钛片上制备了PbO_2电极,研究了电沉积液中乙酸铅质量浓度对其性能的影响。通过扫描电镜观察了电极的表面形貌,用循环伏安曲线和极化曲线考察了它的电化学性能,并测试了它的强化寿命和电氧化降解苯酚的效果。结果表明,随着乙酸铅质量浓度升高,PbO_2晶粒变小,电极愈发致密,催化活性面积增大,析氧和析氯电位降低。对苯酚废水降解效果最好的是在乙酸铅质量浓度为40 g/L时制备的电极,COD去除率高达90.9%。在乙酸铅质量浓度为100 g/L时制备的电极最稳定,强化寿命长达108 h。     

-PbO2电极在对乙酰氨基酚和工业含油废水降解中的应用

通过电沉积法制备了Ti/SnO₂-Sb/PbO₂(-PbO₂)电极，研究了对乙酰氨基酚(PCM)和工业含油废水的电化学降解性能。探究了PCM初始浓度、溶液pH和电流密度等因素对电化学降解效果的影响。结果表明，PCM的电化学降解遵循拟一级动力学，最佳的降解动力学常数和能耗分别为0.0444 min^-1和13.52 Wh/L；降解100 min后，工业含油废水的COD和TOC去除率分别达到了85.66%和87.49%，并且水中含油量从153.26 mg/L降至3.48 mg/L。因此，-PbO₂电极在处理抗生素废水和工业含油废水中具有良好的应用前景。     

改性钛基DSA电极处理工业氨氮废水的研究

采用溶胶-凝胶法制备了双金属氧化物Ti/IrSbO_x电极,表征了电极的析氯电位、析氯稳定性、法拉第效率、活性氯产量、工作寿命等电化学性能,利用电催化氧化反应系统研究了该电极对不同水质工业氨氮废水的处理效果。结果表明,Ti/IrSbO_x电极在10 mA/cm²的电流密度下的析氯电位为2.04 V vs RHE,20h电解反应后的电极电势仅增大0.48%,在0.05 M NaCl溶液中的法拉第效率为64.33%,在20 mA/cm²的电流密度下活性氯产量达到8.51 mg/h,在20 mA/cm²电流密度下的工作寿命为21.12年。通过电催化氧化反应系统处理低氯子浓度(2 000 mg/L)工业氨氮废水时较市售电极有更高的电流效率,为该电极的工业化应用提供了理论依据和实践经验。     

电催化氧化处理有机废水阳极材料的研究进展

水体中存在的微量有机污染物对人类及生物的正常生命活动构成了严重威胁,有效去除这些污染物已成为当务之急。电催化氧化技术因具有适应性广,氧化性强,无二次污染,反应迅速,设备及其操作简单等优点而日益成为有机废水处理领域的研究热点。阳极材料是电化学氧化法处理有机废水的关键。文章综述了贵金属电极、碳素电极、钛基金属氧化物电极和合成掺硼金刚石薄层电极等常用阳极材料的性能,并对有机废水电催化氧化阳极材料的发展趋向进行了展望。     

Ti/SnO_2-Sb-Ni阳极电化学氧化系统回收S单质并同步实现含硫废水处理的研究

采用电化学氧化处理煤化工含硫废水并同步回收单质S。Ni掺杂能够有效提高Ti/SnO_2-Sb阳极的电化学活性,在电流密度40 mA/cm~2时,经过48 h的电解,COD由51 100 mg/L降低至6 880 mg/L,去除率为86.54%,色度(ADMI)去除88.50%。COD的降解符合一阶动力学,动力学常数K_1为0.039 5 h~(-1),电流效率和能耗分别为38.58%和35.72 kWh/kg COD,同时回收S单质4.55 g/L。回收的S单质系废水中含硫有机物在阴极被还原后又在阳极被氧化而生成,表明电化学氧化系统能够通过调控阴阳极,将含硫有机物回收为S单质,并同步实现废水的处理。