三维电催化氧化处理对硝基苯酚废水研究

三维电催化氧化法可有效降解废水中的硝基苯酚。本文通过测定不同电压和pH条件下,硝基苯酚废水中硝基苯酚和CODCr的氧化速率,获得降解参数,并建立动力学方程。结果表明:电压为10V,pH为5,粒子电极体积填充率为29%,反应180min,PNP氧化率为97.2%,CODCr去除率为76.3%,且PNP和CODCr的降解速率ln(P/P0)和ln(C/C0)基本符合一级动力学方程。     

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。     

多级串联粒子电极技术电催化降解苯酚

分别采用多级串联粒子电极和二维平板电催化、三维粒子电极电催化工艺处理初始COD为500 mg/L的苯酚溶液,对出水COD及电流效率进行测定分析。结果表明,保持相同吨水电耗和电流密度,二维平板电极、三维粒子电极、多级串联粒子电极出水COD分别为56、170、34 mg/L,去除率分别为88.8%、66.0%、93.2%。多级串联粒子电极吨水电耗、电流效率、反应速率优于二维平板电极和三维粒子电极,反应符合一级动力学。     

规整型第三电极在三维电极体系降解苯酚废水中的应用

采用自制的长方体蜂窝状规整型第三电极和乱堆型粒子电极为填充电极的三维电极体系处理苯酚废水,比较了规整型第三电极、乱堆型粒子电极对苯酚废水的处理效果,以及降解过程中·OH、H2O2、苯酚浓度、CODCr浓度的变化情况,探讨了苯酚降解的反应动力学,并运用红外光谱初步研究了苯酚的降解机理。结果表明,在电解质投加量为5 g/L,电压为7 V,p H值为5,极板间距为4 cm的条件下,与乱堆型粒子电极相比,规整型第三电极对苯酚去除率提高了22.50%,并且苯酚在三维电极反应器内的降解反应符合拟一级反应动力学模型,反应速率常数为0.014 min-1。     

电催化氧化处理苯酚废水

采用固定尺寸的铱钌镀层钛电极作阳极、不锈钢电极作阴极、锰炭复合材料作粒子电极,利用三维电极对苯酚模拟废水进行电催化降解,并考察了电压、电解质种类及加量、反应时间等因素对降解效果的影响。得到最佳反应条件为:电压15 V、氯化钠加量2.0 g、反应时间120 min。在最佳条件下,填充10 g粒子电极的三维电极处理100 mL 10 000 mg·L~(-1)的苯酚模拟废水,苯酚转化率为96.10%,COD降解率达83.97%。     

基于AC/SnO2-Sb粒子电极的苯酚电催化氧化

采用热分解法,以活性炭(AC)颗粒为基体,利用Sn-Sb固溶特性制备具有催化活性的AC/SnO₂-Sb粒子电极,并通过N₂吸附法、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及电化学测试对其微孔结构、微观形貌、物相组成和电催化活性进行表征.结果表明,SnO₂-Sb活性组分减少了AC介孔但未破坏高孔隙结构,且以固溶体形式广泛分布于AC孔道表面,不仅增强了AC孔隙内部降解有机物的活性,还增加了电催化活性位点,有助于提升催生羟基自由基的能力;同时只有AC/SnO₂-Sb粒子电极的循环伏安曲线(CV)在1.10V存在明显的苯酚氧化峰,说明SnO₂-Sb固溶体在电催化氧化的作用下,可直接参与苯酚的催化降解.以模拟苯酚废水考察粒子电极的电催化活性以及稳定性,结果表明,在电流密度12.0mA/cm² 和反应时间3h条件下,AC/SnO₂-Sb粒子电极的COD和苯酚去除率分别为78.43%和79.52%,均高于AC粒子电极的去除率.此外,AC/SnO₂-Sb在30天连续水处理中表现出较好的电化学稳定性.     

苯酚废水电化学处理方法研究进展

苯酚的降解机理是将苯酚先降解为对苯二酚和邻苯二酚,然后降解为小分子乙二酸,最终降解为二氧化碳和水的过程。介绍了近年来苯酚废水电化学处理方法的研究进展,包括三维电极法、三维电极与电-Fenton耦合法、电催化氧化法、电-Fenton法。对这些方法做了比较,并对今后研究方向提出建议,需要在苯酚的降解工艺、降解率的影响因素及电级材料选取和制备方面做近一步的研究和探讨。     

三维电极反应器处理苯酚模拟焦化废水的实验研究

采用自制活性炭填充的三维电极反应器,对苯酚电化学降解过程中槽电压、电解时间、初始pH、粒子电极大小、辅助电解质浓度等主要影响因素进行了研究,得出了这些主要影响因素与苯酚去除率之间的关系.实验表明,在槽电压6V、不调节pH、粒子电极粒径为2.360～4.750mm、氯化钠浓度1g/L、进水浓度500mg/L的情况下,电解60min,苯酚去除率高达80%以上.并且苯酚在三维电极反应器内的降解反应符合一级反应动力学模型,反应速率常数为0.0220 min-1.     

铁掺杂PbO2/Ti电极电催化氧化苯酚的实验研究

以苯酚为目标化合物,研究了新型铁掺杂PbO2/Ti阳极电催化氧化有机污染物的特性,结果表明,该电极对苯酚的降解显示了良好的电催化活性,有较好的环保应用前景。同时,初步探讨了反应的动力学和氧化机理。     

4种DSA阳极的制备及其电催化性能比较

制备了Ti/SnO2+Sb2O3, Ti/PbO2, Ti/Fe-PbO2和Ti/SnO2+Sb2O3/Fe-PbO2四种形稳阳极材料,对其表面形貌进行了表征,同时测试了其在H2SO4溶液中的极化曲线. 以苯酚为目标污染物,用其进行了电催化降解实验. 结果表明,Ti/SnO2+Sb2O3/Fe-PbO2电极催化活性最好,苯酚降解率可达95%. 添加锡锑中间层后,Ti/SnO2+Sb2O3/Fe-PbO2电极寿命显著提高,可达16 h. 苯酚在4种阳极上的电催化降解反应遵循一级反应动力学规律.     

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。     

钛基二氧化铅电极电催化降解2-氯苯酚

用热解法和电沉积法分别制备了Ti/β-PbO2、Ti/SnO2+Sb2O3/β-PbO2和Ti/α-PbO2/β-PbO2 3种电极,并采用电子扫描电镜、X-射线衍射仪和阳极极化曲线分别对所制备的电极进行了表征,并以2-氯苯酚为目标污染物,考察了3种电极的电催化氧化性能和电极使用寿命.结果表明,中间层对表面活性层的结构形貌和催化活性都有很大影响,其中Ti/α-PbO2/β-PbO2电极析氧电位最高,对2-氯苯酚的去除率可达99.3%,且具有较长的电极使用寿命和较低的槽电压;3种电极对2-氯苯酚降解反应均遵循1级反应动力学规律.     

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%。     

Sb-SnO2/Ti电极对对硝基苯酚电催化氧化影响因素和机理研究

以自制掺锑二氧化锡涂层电极为阳极,钛板为阴极,进行了对硝基苯酚溶液的电催化氧化降解试验.系统研究了pH、溶液温度、对硝基苯酚初始浓度、电解质浓度、电流密度等因素对电催化氧化降解效果的影响,并对氧化降解历程进行了讨论.结果表明,pH为3、温度为30℃、电流密度为20mA·cm-2,Na2SO4电解质浓度为0.2 mol·L-1时,对硝基苯酚去除率和TOC的去除率都较高;对硝基苯酚的电催化氧化反应属于电化学燃烧过程.     

高效三维电极电Fenton降解苯酚实验研究

酚类化合物是一种有毒污染物,难以生物降解。电Fenton技术是去除酚类物质的有效手段之一。通过热溶剂—涂覆—焙烧法制备Fe₃O₄负载碳纳米管修饰泡沫镍(Fe₃O₄/CNT/NF)粒子电极,可在电解系统中同时产生H₂O₂和Fe²⁺。以Fe₃O₄/CNT/NF作为粒子电极构建三维电极电Fenton系统对苯酚进行降解,苯酚去除率明显高于基于Fe₃O₄/NF和NF粒子电极的三维电极及二维电极体系。对反应条件进行优化后,在降解时间60 min、极板间距3.0 cm、Fe₃O₄/CNT/NF粒子电极投加量8.0 g/L、电流350 mA、电解质浓度100 mmol/L、初始pH为4的条件下,苯酚去除率可达76.23%。猝灭实验结果表明,该体系中羟基自由基(·OH)在降解过程中起主要作用。此外,电极稳定性能优异,6次循...     

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。     

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%。     

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...     

塑料粒子电极对电催化降解硝态氮增强作用的试验研究

以塑料为基体负载催化剂制备了塑料粒子电极，与Ti/RuSn阳极构建三维电催化反应器来增强硝态氮电催化降解的效果，并对塑料粒子电极进行了XRD、 SEM表征。研究结果表明：塑料粒子电极表面负载了石墨烯、 Ru-Sn双金属催化剂，与氯离子、 Ti/RuSn阳极一起，协同促进了硝态氮阴极还原中间产物向氮气的转化，提高了总氮的去除率，自由基淬灭试验证明了自由基的存在与作用；当硝态氮的质量浓度为300 mg/L，粒子投加量为41.52 g/L，氯化钠投加量为0.1 g/L，反应时间为2.5 h时，三维电催化过程对硝态氮和总氮的去除率分别为75.92%和70.08%，相比二维电催化反应器，其去除率分别提高了39.73%和45.39%，塑料粒子电极对硝态氮的电催化降解有一定的增强作用。     

复合活性炭三维粒子电极处理造纸废水

采用活性炭为载体，加入Fe₂O₃、Al₂O₃等多金属化合物和SiO₂,制备出新型复合活性炭粒子电极。该电极与石墨组成三维电极处理系统，对造纸废水进行电催化氧化处理。结果显示，当pH值为3.5,电解电压48 V、反应时间60 min,对某厂化学需氧量(COD)高达15188 mg/L的造纸废水有80%的降解率。对于废水可生化性有很好的提升。该电极具有良好的稳定性。连续使用5次，降解率仍然保持在79%。本文考察了多金属化合物和SiO₂对粒子电极的影响。结果表明多金属化合物具有催化作用，SiO₂为稳定剂。同时本文采用三维荧光分析技术代替传统方法(高效液相、比色法)检测COD,光谱强度与COD浓度有良好的线性关系。该方法具有简便、快速和无需引入其它化学试剂等优点。