新型氣體擴(kuò)散電極體系降解甲基紅的研究.pdf

1、隨著染料工業(yè)的迅猛發(fā)展，其生產(chǎn)廢水已成為當(dāng)前最主要的水體污染源之一。由于染料品種繁多，其水質(zhì)特征均表現(xiàn)為高濃度、高色度、高COD，且多數(shù)廢水生物降解性差，其治理技術(shù)一直是工業(yè)廢水處理的難點(diǎn)。近年來，高級氧化技術(shù)處理難降解有機(jī)廢水成為研究的熱點(diǎn)，其中電化學(xué)氧化法由于反應(yīng)條件溫和，通過有催化活性的電極反應(yīng)在現(xiàn)場直接或間接產(chǎn)生羥基自由基，無需外加化學(xué)氧化劑而倍受關(guān)注，公認(rèn)為是一種綠色工藝。 許多學(xué)者對陰極材料進(jìn)行了大量研究，但仍然存

2、在一些問題。例如氣體擴(kuò)散電極產(chǎn)H2O2效率不高，最佳H2O2產(chǎn)率范圍窄，在環(huán)境污染物的降解研究中沒有充分探討。研究中尋求一種產(chǎn)H2O2較高的電極，提高H2O2的電流效率和產(chǎn)率，以期降低處理成本，且能將其應(yīng)用到實(shí)際廢水處理中，開展了如下的研究工作：1、石墨制備氣體擴(kuò)散電極，著重研究pH值和陰極電位的影響。結(jié)果表明：在無隔膜體系中不同的pH值下H2O2的產(chǎn)率和電流效率都較高，H2O2的濃度在45mg·L-1以上，電流效率保持在60％以上，p

3、H適用范圍廣。電位為-0.55Vvs.SCE時(shí)，H2O2濃度和電流效率最高。 2、在無隔膜體系中利用陰極產(chǎn)H2O2研究不同的電化學(xué)氧化法降解甲基紅的效果。以Na2SO4為電解質(zhì)，氣體擴(kuò)散電極產(chǎn)H2O2間接降解甲基紅模擬染料廢水，研究表明：當(dāng)Na2SO4濃度為0.1M，pH=3，陰極電位為-0.55Vvs.SCE時(shí)，甲基紅去除率可達(dá)60％。隨后向系統(tǒng)加入Fe2+，形成電-Fenton反應(yīng)，產(chǎn)生羥基自由基降解染料，研究電芬頓法對甲

4、基紅降解的影響。結(jié)果表明：甲基紅在5分鐘內(nèi)迅速脫色，去除率達(dá)63％，30分鐘后去除率達(dá)到80％，其去除率比陰極產(chǎn)H2O2間接降解甲基紅提高了20％。以不銹鋼網(wǎng)為陽極，氣體擴(kuò)散電極為陰極，陰陽兩極協(xié)同降解甲基紅。甲基紅在5分鐘內(nèi)迅速脫色，去除率達(dá)到78％，其降解性能優(yōu)于以上2種工藝，當(dāng)槽電壓為3.5V，pH=2.5時(shí)，甲基紅的去除率為86％。以NaCl作為電解質(zhì)，Cl-在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)生成次氯酸，氧在陰極還原產(chǎn)H2O2，陰陽兩極協(xié)同降解