不同金属氧化物阳极类型组合降解苯酚过程比较分析

来源 :沈阳工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fazaizhaoyun
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工业飞速的发展给人们生活带来便利的同时也带来了环境的污染,苯酚废水作为工业生产中常见的污染物亟需人们投入更多的精力去解决。电催化氧化是电化学水处理技术中具有前景的一种经济节能、可控性好的降解方法。通常人们使用电催化氧化技术处理废水只采用一种阳极,本实验一改往日传统做法,采用两种不同种类的阳极进行组合来降解苯酚模拟废水,具体研究成果如下:选取了活性阳极Ti/Ir-RuOx(析氯)、Ti/Ir-TaOx(析氧)和非活性阳极Ti/PbO2、Ti/SnO2-Sb-Mo作为实验电极,其中采取SEM、EDS等电化学氧化技术对实验室自制Ti/SnO2-Sb-Mo电极进行了表征,结果表明掺杂Mo的Ti/SnO2-Sb电极有利于提高电极的电催化活性、稳定性和寿命。对四种电极降解苯酚模拟废水的槽电压进行了测定与分析,得出四种电极稳定性能比较强、电催化氧化活性比较好的结论,四种电极在电催化降解废水方面具有代表性,其中Ti/Ir-RuOx单阳极和Ti/Ir-RuOx&Ti/PbO2槽电压最小,为3.3V,有利于降低降解过程中的能耗,提高电流效率。分别考察了电流密度、溶液初始pH、苯酚模拟废水初始浓度和电解质种类对单、双阳极降解苯酚模拟废水的影响。实验表明,苯酚模拟废水去除率随和电流密度的增大而递增,综合考虑废实际处理效果和经济可行性,确定实验电流密度为10mA/cm2;溶液初始pH为7时苯酚处理效果最好,酸碱度过高、过低都不利于苯酚的降解;苯酚初始浓度为100mg/L时降解效果好于50mg/L和200mg/L;在以Na2SO4为电解质的基础上加入少量NaCl有助于提高降解速率和去除率。分别比较了单、双阳极对苯酚模拟废水降解效果。在同等最佳反应条件下,四种单阳极电极中Ti/PbO2电极对苯酚模拟废水的降解效果要好于其他三种电极,去除率高达98.2%;Ti/PbO2电极降解苯酚模拟废水过程经历了先将其降解为小分子中间产物,再进一步被降解的过程;四种双阳极电极中Ti/Ir-RuOx&Ti/PbO2和Ti/Ir-RuOx&Ti/SnO2-Sb-Mo两种双阳极对苯酚模拟废水的降解更有规律,降解效果更好,去除率可分别达到98.4%和98.8%;双阳极降解废水过程反应更为剧烈,现象更明显,反应速率更高,去除效果更好;活性阳极与非活性阳极的组合有利于兼顾电极的电催化氧化活性与稳定性。
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