自制气体扩散电极用于染料废水处理的研究
电催化氧化技术处理难生化有机废水的研究现状及进展
The Research Status and Progress of Electro - catalytic Oxidation Technology in Refractory O rganic W astewater Treatm ent
J iao Caishan, Sun Yan,M en Xueyan, W en Q ing
( College of Material Science and Chem ical Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China ) Abstract:W ith the rap id development of industry, large quantities of industrial wastewater, especially the refractory organic wastewater, is discharged into our environment . This situation brings serious threat to humanity, so effective methods to treat the industrial wastewater is badly needed. According to the document, it is introduced that a kind of new technology in wastewater treatm ent, the electro - catalytic oxidation technology, and separately defines the technology from the anodes catalytic oxidation and the cathodes reducing, containing its working p rincip le, the research status and p rogress of catalyzed electrodes, and the actu2 al app lication. In addition, the treatm ent under consp iracy of anodes and cathodes is summarized. A t last, the research direction of this technology is p roposed. Key words: electro - catalytic oxidation technology; anodic oxidation; cathodic reducing
Fenton试剂处理染料废水的实验研究
图 １ 去 除 率 随 ｐ 的∽∞《 趋 势 Ｈ 变化
发生极化并产生偶极矩 ， 使价 电子 在不 同能 级间跃迁 而形成 不 同
装置 、 Ｏ 一７ Ｃ Ｄ ５ １型化学需氧量分析 仪 、Ｈ计 。 ｐ ２ 实 验 药 品。过 氧化 氢 （ 量 浓 度 ３ ％ ） 硫 酸 （ 析 纯 ） 质 ０ ； 分
０ ０ ｏ ） 氢 氧 化钠 ； ． １ｍ ＷＬ ； 甲基 橙 ； 甲基 蓝 ； 酸 亚 铁 。 亚 硫
３ 实验方 法。使 用甲基橙和亚 甲基 蓝配 制混合液 ， ） 模拟 染料 废水 ， 使用 Ｆｎｏ 剂对其 氧化 ， ｅｔ ｎ试 根据实验 选取最佳 的 ｐ Ｈ范 围 ， 再分别选取最 佳的过氧化氢溶液 浓度和二 价铁离 子浓度 ， 而得 从 出 Ｆｎｏ ｅｔ ｎ试剂处理染料废水 的最佳 工艺条件 。
２ 结果 与讨论
２ １ 最佳 ｐ 范 围 ． Ｈ
在每种样 品中（ ０ｍ ） ２ Ｌ 加入同样量的过氧 化氢溶液 １ｍＬ 质 （
量 浓 度 ３ ％ ） 二 价 铁 离 子 溶 液 ２ｍＬ ０ ０ ｏ Ｌ 。 ０ ， （ ．０ ５ｍ ｌ ） ４ ／
时 间／ ｉ ａ ｒｎ
图 ２ 吸光度随时间变化趋势
・１ ７ ・ ６
Ｆ ｎｏ ｅ ｔｎ试 剂 处 理 染料 废 水 的实 验 研 究
张 旭
摘 要 ： 取 Ｆ ｎ ｎ试 剂 高 级 氧 化 工 艺 ， 甲基 橙 染 料 为模 型 污 染 物 ， 过 实 验 确 定 其 最 佳 工 艺参 数 （ Ｈ 范 围 、 氧 化 氢 选 ｅｔ ｏ 以 通 ｐ 过
《2024年高浓度染料废水(含偶氮染料废水)处理技术的研究》范文
《高浓度染料废水（含偶氮染料废水）处理技术的研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展，染料生产过程中的废水排放问题日益严重，特别是高浓度染料废水，包括含有偶氮染料废水的处理，已经成为环境治理的重要课题。
这类废水的有效处理不仅关系到生态环境的保护，也直接影响到人类的健康和生活质量。
因此，研究高浓度染料废水（含偶氮染料废水）的处理技术，对于实现工业生产的可持续发展具有重要意义。
二、高浓度染料废水及偶氮染料废水的特点高浓度染料废水通常含有大量的有机物、色度高、毒性大、成分复杂，其中偶氮染料废水更是由于其难降解性和生物毒性，成为处理难点。
这类废水的直接排放会对水体造成严重污染，影响生态环境。
三、高浓度染料废水（含偶氮染料废水）处理技术1. 物理化学法物理化学法主要包括吸附法、混凝沉淀法、氧化还原法等。
吸附法利用活性炭、树脂等吸附材料对废水中的染料进行吸附，达到净化目的。
混凝沉淀法通过向废水中加入混凝剂，使废水中的染料颗粒凝聚沉淀。
氧化还原法利用氧化剂或还原剂将染料分解或还原为无害物质。
2. 生物法生物法是利用微生物的代谢作用将有机物转化为无害物质的方法。
对于高浓度染料废水，一般采用厌氧生物处理和好氧生物处理的组合工艺。
厌氧生物处理能够在较宽松的条件下对有机物进行分解，而好氧生物处理则能进一步降低废水中的有机物含量。
3. 高级氧化技术高级氧化技术如光催化氧化、声波催化氧化等，通过产生强氧化性的羟基自由基等，将有机物迅速氧化为低分子量化合物或无机物，从而达到净化目的。
这种技术对处理难降解的偶氮染料废水具有较好的效果。
四、各种处理技术的优缺点及适用范围物理化学法处理效果好，但成本较高，适用于对处理效果要求较高的场合。
生物法成本较低，但需要较长的处理时间和适宜的处理条件。
高级氧化技术处理效果好，但设备投资大，运行成本高。
在实际应用中，应根据废水的性质、处理要求、经济条件等因素选择合适的技术或组合工艺。
五、结论高浓度染料废水（含偶氮染料废水）的处理是一项复杂的工程，需要结合多种处理方法和技术。
《2024年高浓度染料废水(含偶氮染料废水)处理技术的研究》范文
《高浓度染料废水（含偶氮染料废水）处理技术的研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展，高浓度染料废水已成为严重的环境问题。
这类废水主要来源于纺织、印染、造纸等工业生产过程，其中含有大量的有机物、重金属以及偶氮染料等有害物质。
偶氮染料废水的处理难度较大，因其具有较高的色度、毒性和生物难降解性。
因此，研究高效、环保的染料废水处理技术，对于保护环境、实现可持续发展具有重要意义。
本文将重点研究高浓度染料废水（含偶氮染料废水）的处理技术。
二、高浓度染料废水及偶氮染料废水的特点高浓度染料废水具有有机物含量高、色度高、成分复杂等特点，其中偶氮染料废水更是具有生物难降解性。
这类废水的直接排放会对水体造成严重污染，影响生态环境和人类健康。
因此，对高浓度染料废水（含偶氮染料废水）的处理技术研究具有重要意义。
三、高浓度染料废水处理技术1. 物理法：物理法主要包括吸附法、膜分离法等。
吸附法利用活性炭、膨润土等吸附剂吸附废水中的有机物和重金属，达到净化水质的目的。
膜分离法则通过半透膜将废水中的物质进行分离，从而达到净化水质的效果。
2. 化学法：化学法主要包括氧化还原法、沉淀法等。
氧化还原法通过添加氧化剂或还原剂将有机物转化为无害物质，达到净化水质的目的。
沉淀法则是通过添加化学试剂使废水中的重金属离子沉淀，达到去除有害物质的目的。
3. 生物法：生物法主要包括活性污泥法、生物膜法等。
生物法利用微生物的代谢作用将有机物转化为无害物质，具有处理效果好、成本低等优点。
四、偶氮染料废水处理技术针对偶氮染料废水的特殊性，常采用的方法有光催化氧化法、生物降解法等。
光催化氧化法利用光催化剂在光照条件下将偶氮染料分解为无害物质。
生物降解法则利用特定的微生物对偶氮染料进行降解。
此外，还可以通过组合多种处理方法提高处理效果，如物理法与生物法的结合、化学法与生物法的结合等。
五、结论高浓度染料废水（含偶氮染料废水）的处理是一个复杂的工程问题，需要综合运用物理法、化学法和生物法等多种处理方法。
《2024年电化学废水处理技术及高效电催化电极的研究与进展》范文
《电化学废水处理技术及高效电催化电极的研究与进展》篇一一、引言随着工业化的快速发展，废水排放问题日益严重，其中含有大量的有毒有害物质，对环境和人类健康构成了严重威胁。
电化学废水处理技术因其高效、环保的特性，逐渐成为研究热点。
本文将重点探讨电化学废水处理技术及其关键组成部分——高效电催化电极的研究与进展。
二、电化学废水处理技术概述电化学废水处理技术是一种利用电化学反应原理，通过电极上的氧化还原反应，将废水中的有害物质转化为无害或低害物质的技术。
该技术具有处理效率高、操作简便、无二次污染等优点。
三、电化学废水处理技术的工作原理电化学废水处理技术主要依靠电解槽中的阳极和阴极进行反应。
在阳极上，废水中的有机物、重金属等物质被氧化分解；在阴极上，部分有害物质被还原为无害物质。
此外，通过调整电流、电压等参数，可以控制反应的速率和方向，从而达到净化废水的目的。
四、高效电催化电极的研究与进展1. 电极材料的选择高效电催化电极是电化学废水处理技术的关键组成部分。
电极材料的选择直接影响到电极的催化性能和寿命。
目前，常用的电极材料包括金属及其氧化物、碳基材料等。
这些材料具有较高的催化活性、导电性和稳定性，能够满足不同废水的处理需求。
2. 电极结构的优化电极结构的优化对于提高电催化性能具有重要意义。
近年来，研究者们通过调整电极的表面积、孔隙率、表面粗糙度等参数，优化电极结构，提高了电极的催化效率和寿命。
例如，采用纳米技术制备的电极具有更大的表面积和更好的催化性能，能够更有效地处理废水。
3. 电极的制备工艺电极的制备工艺对于保证电极的性能和质量至关重要。
目前，常用的制备工艺包括热解法、溶胶凝胶法、化学气相沉积法等。
这些工艺可以制备出具有不同形态和性能的电极，如薄膜电极、纳米线电极等，以满足不同废水的处理需求。
五、电化学废水处理技术的应用与前景电化学废水处理技术在工业废水、生活污水等领域具有广泛的应用前景。
通过研究高效电催化电极，可以提高电化学废水处理技术的处理效率和稳定性，降低运行成本，为废水处理提供新的解决方案。
电化学工艺处理有机废水的研究进展
电极 材 料 、 构 与 制 备 方 法 ， 三 者 又 密 切 相 结 这 关 Ｉ 。 ９
本 文综 述 了 目前 国 内外 学 者 在 二 维 电极 和 三 维 电极 的开发 和改 进方 面 的研 究 成 果 ， 出了 电化 指 学 氧化 技 术 和 电极 材 料 的 主 要 研 究 方 向 和 发 展
物在 电极 上 发 生 直 接 电化 学 反 应 或 利 用 电极 表 面
产生 的强 氧化 性 活 性 物 质 使 污 染 物 发 生 氧 化 还 原 转变 ， 者被称 为 问接 电化 学 转 化 。直 接 电化 学 转 后 化通 过 阳极 氧化 可使 有 机 污 染 物 转 化 为无 害 物 ， 这
化
工
环
保
２ １ 年第 ３ 卷第 ４期 ０１ １
Ｅ ＮＶＩ Ｒ０ＮＭ ＥＮＴ ＡＬ Ｒ０Ｔｅ １ Ｐ ＣＴ ０Ｎ ＨＥＭ Ｉ ＡＬ ＮＤＵＳ ＲＹ ０Ｆ Ｃ Ｃ Ｉ Ｔ
电化 学 工 艺处 理 有机 废水 的研 究进 展
聂春红 ， 王宝辉
（． １东北石油 大学 化学化工学 院 ， 黑龙江 大庆 １ ３ １ ； ． ６ ３ ８ ２ 绥化学 院 制药与化学工程系 ， 黑龙 江 绥化 １２６ ） ５ ０ １
化
・
工
环
保 ２ １ 第 ３ 卷 ０ １年 １
３２ ・ ８
Ｅ Ｖ Ｒ Ｎ Ｎ ＡＬＰ Ｏ Ｅ Ｔ Ｏ ＦＣ Ｅ Ｃ Ｌ Ｉ Ｕ Ｔ Ｙ Ｎ Ｉ Ｏ ＭＥ Ｔ Ｒ Ｔ Ｃ Ｉ Ｎ Ｏ Ｈ ＭＩ Ａ ＮＤ Ｓ Ｒ
电催 化活 性 的 电极 材 料 和 有 效 的 反 应 器 设 计 人 手 来解 决 ； 于后 者 ， 要 从 电 极 材料 、 构 和制 备 方 对 则 结 法人 手 去研究 。 电化 学 技 术 发 展 至今 ， 于各 种 电 对 化学 反应 器 的理论 及 制 造 技 术 已臻 成 熟 ， 应 器 设 反 计 问题 实 际上 已基 本 解 决 。当 前 的 热 点 问题 就 是
气体扩散电极制备
气体扩散电极制备
气体扩散电极制备
1 将镍网剪成80 mm ×10 mm的长方形,浸入丙酮中脱脂,用蒸馏水冲洗干净备用。
按质量比1: 1:1称取一定量的乙炔黑、活性炭、石墨粉,然后加入适量的PTFE及Mn (NO3 )
2 ,用无水乙醇分散,超声震荡10 min,使之混合均匀。
加热并不断搅拌,使无水乙醇不断地从混合物中蒸发出来,直至混合物变稠、变黏,形成膏状物,然后将此膏状物均匀地涂在镍网两个侧面,置于压膜机内施以一定的压力,压成约1 mm的薄片,最后在400 ℃下焙烧1 h即可。
2 用砂皮擦去钛网表面的锈物后侵入丙酮溶液中进行脱脂，取出后放入90℃的10％草酸内浸没2h，然后放入0.05mol/来的H2SO4中漂除草酸，将钛网再用蒸馏水冲洗干净待用。
将质量比为一定的乙炔块、活性炭、石墨用适量的乙醇分散，然后放置于超声波振荡器中震荡1h，在反复搅拌下加入一定量的聚四氟乙烯（PTFF)(60％）乳液，在100℃下加热使酒精挥发得膏状物。
将其涂覆于已处理好的钛网上，置于压膜机上，在180℃、100公斤压力下压2h即可制的多空气体扩散碳电极。
3 将一定质量的石墨粉和PTFE 乳液混合, 超声搅拌10 min, 然后加入少量无水乙醇再次超声, 使PTFE 和石墨分散均匀, 在恒温水浴(60~80 益)中不断搅拌, 直至混合物形成凝聚状膏体.将膏体用压膜机碾压形成厚约0.2 mm 的碳膜, 再将压好的碳膜附着在不锈钢网上, 用油压机在15 MPa 压力下使碳膜和不锈钢网复合较好. 将制备好的电极放在丙酮中浸泡2
4 h, 以去除电极表面残留的乙醇和PTFE中的表面活性物质,最后用去离子水反复冲洗晾干.。
用气浮法处理阳离子染料废水
Ｋｅ ｏｒ ｙＷ ｄｓ： ｉ ｏａ ｉｎ； ｒｎ ｉ ｇ ａ ｄ ｄ ｉ ｇ ｗａ ｔｗａｅ ； ａ ｉｎ ｒ ｄ Ｘ－ ａ ｒｆ ｔ ｔ ｌ ｏ ｐ ｉ ｔｎ ｎ ｙ ｎ ｓｅ ｔ ｒ ｃ ｔ ｅ ＧＲＬ ｏ
棉、 、 毛 化纤 等 纺织 品在 染 色过程 中会产 生印 染 废 水 。纺织 印染 行 业 一 直 是 中 国的 工 业 污染 大户 ， 其 废水 水 量 大 、 度 高 、 质 变化 大 、Ｈ 变化 大 、 色 水 ｐ 有 机 污染 物含 量 高 、 分复 杂 ， 组 已经 成为 当今 环境 保 护 行业 公 认 的难 处 理 工 业 废 水 之 一 ＿ 。 随 着 染 料 工 １ Ｊ
Ｓ ｐ ． ０１１ ｅ ｔ２
文 章 编 号 ：０ ６— ４ ６ ２ １ ） ３— ２ １— ３ １０ ０ ５ （ ０ １ ０ ０ ３ ０
用气 浮 法 处 理 阳 离子 染 料 废 水
韩 悦
（ 海理 工大学 环境与建筑 学院， 海 ２ ０９ ） 上 上 ０ ０ ３
摘要 ： 以阳离子红 Ｘ—Ｇ Ｌ溶液模拟染料废 水 ， Ｒ 以阴离 子表 面活性剂 十二烷 基苯磺 酸钠 （ Ｄ Ｓ 为捕 获剂 ， ＳＢ ） 对
第３ ３卷第 ３期
２１ ０ １年 ９月
南昌大学学报 （ 工科版 ）
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ａ ｃ ａ ｇＵ ｉ ｒ ｔ（ ｎ ｉｅ ｒ ｇ＆ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ） ｏ ｒａ ｏ ｎ ｈ ｎ ｎｖ ｓ ｙ Ｅ ｇｎ ｅｉ Ｎ ｅｉ ｎ ｅｈ ｏ ｙ ｏ
Ｖ ｌ３ ． ｏ ＿ ３ Ｎｏ ３
ｍＬ， ｏ ｃ ｎ ｒ ｔｏ ｆＳ ｃ ｎ ｅ ｔａ ｉｎ ｏ ＤＢＳ １ ４ ｍｍｏ ／ ｔ ｅ ｒ ｍｏ ａ ａ ｅａ ｄ ｅ ｒｃ ｍｅ ｔｒ ｔｏ ｏ ａｉ ｎ ｒ ｄ Ｘ— ． Ｌ Ｌ，ｈ ｅ ｖ ｌｒ ｔ ｎ ｎ ｉｈ ｎ ａｉ ｆｃ ｔ ｅ ＧＲＬ ａ ｅ９ ７％ ａ ｄ ｏ ｒ ５． ｎ
8.电催化氧化处理染料废水的研究现状与展望_孙亚军
电催化氧化处理染料废水的研究现状与展望孙亚军（辽宁省环境保护厅后勤服务中心，辽宁沈阳110161）摘要：电催化氧化法能使有机物降解更彻底，不易产生有毒害的中间产物，基本无二次污染，被称为清洁处理法，与现代环保理念吻合，加之管理方便，处理设备简单，在环境净化工作中逐渐显现出独特的优越性，越来越受到环境工程领域的青睐。
系统地介绍了电催化氧化的技术研究成果，全面阐述了该技术的优势与存在的问题，并就该技术的应用前景和研究方向进行了分析和展望。
关键词：电催化氧化；染料废水；应用研究Abstract：The degradation of organic matter can be more thorough by electro-catalytic oxidation method,not easy to produce toxic intermediates,almost no secondary pollution,known as the cleaning treatment,which consistent with the modern concept of environmental protection,combined with easy management,deal with simple equipment,the method gradually appears unique advantages in environmental cleanup work,more and more favored in environmental engineering field.This paper describes the electro-catalytic oxidation technology progress systematically,gives a comprehensive exposition of the advantages of the technology and the problems,and analyzes the application prospects and research directions.Key words：electro-catalytic oxidation;dye wastewater;application research中图分类号：X703文献标识码：B文章编号：1674-1021（2014）12-0053-041引言化工行业产生的工业污水，具有高浓度、强酸碱度、高毒性、难降解等特点，不经过处理任意排放会给水环境带来严重危害，因而对该类化合物的处理一直是人们关注的问题。
甲基橙废水的处理性能
ECOLOGY生 态区域治理106甲基橙废水的处理性能盐城工学院 环境科学与工程学院 张红梅，张莹莹，王磊，金梦娇，白云一、引言随着我国人民生活水平的提高，对生活质量的要求也增加，因此纺织印染行业逐渐兴起，染料废水的排放大大增加。
染料废水具有排放量大，色度高，生物降解性差等特点，处理起来难度大、成本高，急需寻找一种经济可行有效的处理办法。
电吸附法是近几年出现的一种新型水处理办法，具有费用少，能源消耗低，没有第二次污染，重复利用率高，易于再生等优点，这是一种便宜、便捷、有效的水处理方法。
目前国内外已经有很多学者[1-14]对该技术进行研究，并且取得了很好的成果。
二、材料与方法（一）实验材料和仪器石墨板，无水乙醇，钛酸四丁酯（化学纯）、硝酸（分析纯），硝酸锌（分析纯）、硝酸铁（分析纯）、冰醋酸（分析纯）、甲基橙（分析纯）。
79-2型磁力搅拌器、SX-2-8-10型箱式电阻炉、T6型分光光度计、SD101-2AS电热鼓风干燥箱等设备实验所用模拟染料废水由甲基橙与去离子水配置而成。
.（二）实验方法1.钛基涂层电极的制备（1）TiO2涂层材料的制备A液： 90 mL无水乙醇、30 mL钛酸四丁酯、1 mL冰醋酸混溶；B液：45 mL无水乙醇、5 mL蒸馏水、0.55mL硝酸混溶。
搅拌B液，缓慢逐滴滴入A液，陈化24 h至凝胶，80 ℃下干燥24 h后研磨，再在500℃煅烧3h。
（2）Fe-Zn-TiO2涂层材料的制备A液同上；B液：取硝酸铁和硝酸锌溶液（掺杂比例为1 %Fe-2%Zn-TiO2）于5 mL蒸馏水中，加入45 mL无水乙醇、0.55 mL硝酸；其他步骤同上，得到1 %Fe-2 %Zn-TiO2涂层材料粉末。
（3）钛基石墨涂层电极的制备砂纸打磨石墨板后超声振荡20min，100 ℃烘2 h；称取一定质量的涂层材料粉末和乙炔黑（质量比为8:1）均匀混合； 1 mL PTFE溶液与适量无水乙醇混合均匀后分次倒入混合物中并搅拌；均匀涂抹于石墨板上，放入烘箱中烘干，制成涂层电极。
电极材料在电催化氧化处理有机废水中的应用
摘
要： 电极材料是 电催化氧化处理有机废水技术的关键 。综述了金属 、 活性碳纤维 、 金属氧化物几种 电
极材料对有机废水的降解效果 ， 并展望 了电催化氧化处理有机废水 中电极材料的发展方向。 关键词 ： 电极材料 ； 电催化氧化 ； 有机废水
郝 玉翠等 ： 电极材料在 电催化氧化 处理 有机废 水 中的应用
２ １ 年第 １ ０２ 期
子物 质 的 吸 附性 较 差 ， 这决 定 了该 电极 比较 适合 处 理 微 污染 原水 和较 低浓 度 废水 ｌ。 ３ １
Ｐ Ｏ 电 极 降 解 苯 胺 的 电 化 学 催 化 活 性 要 比传 统 ｂ： Ｐ Ｏ 电极 降解 苯 胺 的 电化 学 催 化活 性 高 的多 ， 且 ｂ 而
定， 但在降解 苯酚过程 中 ， 所生成 的聚合性 中间产
物 覆盖 在铂 电极 表 面 ， 使铂 电极钝 化 。因此 ， 金属 电
或是利用 产生的羟基 自由基等强氧化剂降解水 中 的有机物 。 中， 其 电极在该技术 中起着关键作用。 废 水 的处理效率主要取决于电极选择的合理程度 ， 用 于 电化 学处 理 废 水 的 电极材 料 主 要有 金 属 电极 、 活 性 炭 纤维 电极 、 属氧 化 物 电极 。 金
掺杂 的 Ｆ 的 Ｐ Ｏ 电极 的析氧 电位要 比传统 Ｐ Ｏ 一 ｂ： ｂ：
３ 金 属 氧 化 物 电极
金 属氧化物 电极 由金属基体 和氧化物薄膜构
成 。该类 电极 是 通过 溅射 法 、 喷雾 热解 法 、 涂层 热解 法 、 胶 一凝 胶 法 、 溶 电沉 积 法 等 方 法 将 金 属 氧化 物 涂 层 覆盖 在基 体 表 面而构 成 的复合 电极 。常用 的金
脉冲电化学氧化降解亚甲基蓝
脉冲电化学氧化降解亚甲基蓝雷佳妮;李晓良;袁孟孟;徐浩;延卫【摘要】为改善传统电化学氧化的缺陷,将脉冲式供电引入到电化学氧化中,利用Ti/PbO2-PVDF电极,对亚甲基蓝(MB)模拟染料废水进行电化学氧化降解处理,分析初始浓度、脉冲电压、脉冲频率、占空比和NaCl浓度等因素对降解效果的影响.结果表明,当MB初始浓度为100mg/L,脉冲电压为5.5V,脉冲频率为1500Hz,占空比为50％,NaCl浓度为0.01mol/L时,降解效果最好.在相同条件下,比较脉冲与直流两种供电模式下的电化学氧化效果.结果表明脉冲模式下,90min内MB脱色率、COD去除率及电流效率分别为100％、94.5％和60.1％,均高于直流模式;脉冲模式下能耗为0.013kWh/gCOD,远小于直流模式的0.107kWh/gCOD.上述结果表明脉冲供电模式相比于直流供电模式具有明显优势.%In order to overcome the defects for the conventional electrochemical oxidation process,the pulsed power supply was introduced into electrochemical oxidation process with MB aqueous solution as simulated dye wastewater using the Ti/PbO2-PVDF electrode.The effects of five factors were analyzed,including initial concentration,pulse voltage,pulse frequency,duty ratio and NaCl concentration,on the degradation efficiency.The optimized parameters obtained were listed as,initial concentration of MB 100mg/L,the pulse voltage 5.5V,the pulse frequency 1500Hz,the duty cycle 50％ and the NaCl concentration 0.01mol/L.Under this condition,the effect of electrochemical oxidation in the pulse and DC power supply mode were compared.The results showed that for the pulse mode,the MB decolorization rate,COD removal rate and current efficiency in 90min were 100％,94.5％ and60.1％,respectively,which were higher than that in the DC mode.The energy consumption for the pulse mode was 0.013kWh/gCOD,which was far less than 0.107kWh/gCOD for the DC mode.The results showed that compared to the DC power supply mode,the pulse mode had obvious advantages.【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2018(038)005【总页数】7页(P1767-1773)【关键词】染料废水;二氧化铅;电化学氧化;脉冲供电模式;亚甲基蓝【作者】雷佳妮;李晓良;袁孟孟;徐浩;延卫【作者单位】西安交通大学环境科学与工程系,陕西西安710049;西安交通大学环境科学与工程系,陕西西安710049;西安交通大学环境科学与工程系,陕西西安710049;西安交通大学环境科学与工程系,陕西西安710049;西安交通大学环境科学与工程系,陕西西安710049【正文语种】中文【中图分类】X703.1我国是染料生产大国,近年来随着染料工业与印染行业的发展,染料废水的排放量急剧增加.染料废水中有机污染物含量高且组分复杂,毒性大,色度高,难以生化降解,使其处理难度相当大[1].以传统的物理、化学、生物方法处理染料废水,不但达不到较理想的处理效果,而且成本较大,能耗较高,因而寻求高效节能的新型处理技术成为当务之急.电化学氧化法是指采用有催化作用的电极,在电场作用下,产生具有强氧化能力的羟基自由基等活性基团,促进有机物的氧化分解,或使其矿化分解为H2O和CO2,最终得以净化污水的处理技术[2].近年来由于电化学氧化技术不易产生中间产物,操作简单、经济高效、清洁可控、灵活多变,所以在处理染料废水中具有很大优势[3-4],但其最大缺陷在于电流效率低和能耗高. 为解决此问题,目前电化学氧化技术研究重点集中在以下几方面:电催化阳极的改性[5]、电催化体系的改进[6]和电催化过程的参数优化[7]. 事实上,在电化学氧化技术中,影响电流效率和能耗值的最关键参数是电流.电流的大小对处理过程的影响已经得到广泛的研究.但是,电流的提供方式(即供电模式)对处理过程的影响还未见到相关报道.常见的供电模式包括恒压供电模式和恒流供电模式[8],脉冲供电模式较少见.脉冲供电模式是在电解过程中提供一个脉冲式的电流,电压会随脉冲的具体情况而发生不同的变化[9].脉冲供电模式的优势在于其对于缓解(甚至解决)电化学反应过程中的扩散问题(即传质障碍)有较好的帮助.此外,由于脉冲过程有一段时间是处于电流断开的状态,因此从能耗的角度来看,也有一定的优势.本文考虑采用脉冲电源,以阳离子染料亚甲基蓝(MB)作为目标有机物,对其进行脉冲式电化学氧化降解,分析初始浓度、脉冲电压、脉冲频率、占空比和NaCl浓度5个影响因素对降解效果的影响,得出脉冲电化学氧化降解的最优条件.并将优化后的脉冲电化学氧化与相同条件下的直流电化学氧化进行对比,分析两种供电模式对降解效果和能耗的影响.本实验是在自制带保温夹套的有机玻璃电解槽中进行,实验系统如图1所示. 在进行脉冲电化学氧化降解实验时,电源采用WWL-LDX41型脉冲电源(扬州双鸿电子有限公司);在进行直流电化学氧化降解实验时,电源采用RS-1305DF型稳流稳压电源(深圳市乐达精密工具有限公司).实验所用药品为分析纯,购于国药集团化学试剂有限公司,去离子水由实验室级超纯水器(EPED-40TF)制备,钛片(纯度>99.6%)购于宝鸡钛业有限公司.所用阳极为实验室自制的Ti/PbO2-PVDF电极.该电极主要是利用PVDF的疏水性能对PbO2电极进行表面改性,以提高电极表面的羟基自由基产量,进而提高电极的整体催化性能.具体制备过程见文献[10-14].电化学氧化降解实验采用两电极体系, Ti/PbO2-PVDF电极为阳极(有效面积为60cm2),相同尺寸的Ti片为阴极,电极间距为1.0cm.以MB作为目标有机物,浓度根据实验需要进行调整,以0.1mol/L Na2SO4为支持电解质.每次所用MB模拟废水的体积为400mL,在电解0、15、30、45、60、75、90min时间点分别取样,进行吸光度与化学需氧量COD分析.MB废水的紫外-可见光谱采用UV2600A型(上海尤尼科)分光光度计进行测试,记录样品在最大吸光度波长664nm处的吸光度数据,并根据标准曲线计算出水样中对应的亚甲基蓝浓度,COD值采用多参数水质快速测定仪进行测试(德国罗威邦).每次降解实验做3次平行,数据分析均取3次实验数据的平均值.MB脱色率(ηMB)及COD去除率(ηCOD)的计算公式分别如式(1)及(2)所示.式中:A0与At表示初始的吸光度与电解t时间后的吸光度(λ=664nm);COD0与CODt表示初始的COD浓度与t时刻的COD浓度,mg/L.平均电流效率(CE)和能耗(EC)的计算公式分别如式(3)及式(4)所示.式中:F表示法拉第常数,取96487C/mol;V表示溶液体积,mL;U表示槽压,V;I表示电流,A;t表示电解时间,min;φ表示占空比.在电解带正电荷的MB时,由于其电荷性,会使得其在阴极上富集而并非被降解掉.因此,在完成电解后,需要用定量去离子水分多次清洗阴极,并将清洗液体全部收集后定容到250mL.利用分光光度计测试样品在664nm处吸光度数据,根据标准曲线计算出清洗水样中对应MB浓度,最终得出MB的残余质量,对比两种供电模式下阴极MB的残留程度.2.1.1 MB初始浓度参数研究由图2可知,MB初始浓度对脱色率和COD去除率具有较大影响,二者都随初始浓度的增大而减小.这可能因为:初始浓度不同,对于产生强氧化剂的总量影响较小,因此对所氧化降解的MB总量影响也较小.对于降解等量的MB,废水初始浓度越小,越能显示出更强的脱色率和COD去除率.当初始浓度由50mg/L增大到100mg/L时,MB脱色率和COD去除率降低幅度甚小,60min内MB脱色率由79.7%降低至74.8%,COD去除率由62.9%降低至57.5%.当继续增大初始浓度为150mg/L时,MB脱色率和COD去除率降低显著,60min内MB脱色率降低至62.3%,COD去除率降低至47.8%.从降解效果上看,此条件不适合处理初始浓度超过100mg/L的MB废水.此外,初始浓度越大,电流效率越小,能耗越大.综合降解效果和能耗,将100mg/LMB作为接下来的研究参数.2.1.2 电压参数研究脉冲电压是由脉冲电源提供,对于电流的传输速度和氧化降解效果具有重要影响.图3为不同脉冲电压对MB的脉冲电化学氧化降解结果.由图3可知,脉冲电压对MB脱色率和COD去除率具有较大影响.脉冲电压越大,MB脱色率和COD去除率越大.这是因为:脉冲电压越大,电流密度越大,单位时间内产生的自由基数目越多[15],使得相同时间内所氧化降解的MB越多.当电压由4.5V增大至5.5V时,MB脱色率和COD去除率增大非常显著,出现一个阶跃,45min内MB脱色率由52.1%增大至62.2%, COD去除率由38.0%增大至45.8%.这可能是因为:此电压下在电极附近产生的羟基自由基达到一定浓度可以充分将MB氧化降解,而且电压越大,自由基产生速度越快,所以增大电压可使得降解效率增大显著.当继续增大电压至6.0V时, 45min内MB脱色率和COD去除率分别为62.8%和46.8%,与电压为5.5V时相比变化甚小.这可能是因为:此电压下电极附近产生的羟基自由基逐渐接近饱和,继续增大电压对降解效果的影响不大.此外,增大电压,废水温度急剧升高,过多的能量被用于析氧副反应,放出大量热量,增大能耗.综合降解效率和能耗,选择5.5V作为接下来的研究参数.2.1.3 脉冲频率参数研究扩散层的形成会使得溶液中的有机物进入电极/溶液界面层出现困难,成为控制反应速率的重要因素,而脉冲供电模式的优势在于通过控制脉冲频率,有效缓解(甚至解决)电化学反应过程中的这一扩散问题.图4为不同脉冲频率对MB的脉冲电化学氧化降解结果.由图4可知,当脉冲频率由100Hz增大至1500Hz时,MB脱色率和COD去除率随着脉冲频率的增大而增大,90min内MB脱色率由82.1%增大至90.1%,COD去除率由61.4%增大至70.1%.但继续增大脉冲频率至2000Hz时,MB脱色率和COD去除率都有所降低.由上述结果可知,频率过高或过低,都不利于MB废水的脱色率和COD去除率.这可能是因为:频率越小,放电时间越长,表示电化学反应时间越长,但如果时间长到使得表面扩散层建立,使MB分子由溶液本体向界面处扩散的过程受阻,自然会对降解过程不利.当频率过大时,放电时间过短,单位周期内的羟基自由基产量减少,无法充分氧化扩散进入的MB分子,造成降解效果下降.只有当频率较合适时,周期内放电产生的羟基自由基与该时间段内扩散进入界面层的MB分子进行充分足量反应,使得降解效果最佳.由图4可知,当脉冲频率为1500Hz时,MB脱色率和COD去除率最大.此外,当脉冲频率为1500Hz时,能耗最小,电流效率最大.综合降解效果和能耗,选定1500Hz作为接下来研究的参数.2.1.4 占空比参数研究占空比代表电流的导通时间在一个脉冲周期内所占的比例[15].通过调节占空比可以调节电流分配,进而控制电能消耗.图5为不同占空比对MB的脉冲电化学氧化降解结果.由图5可知,占空比对MB脱色率和COD去除率具有较大影响,MB脱色率和COD去除率随着占空比的增大而增大.当占空比由30%增大至90%时,90min内MB脱色率由77.5%增大至99.4%,COD去除率由63.8%增大至78.0%.这可能是因为:当脉冲频率一定时,占空比越大,电流导通时间越长,电化学反应时间越长,电极周围产生的羟基自由基越多,并能与该时间段内扩散进入界面层的MB充分反应,使得氧化降解效率更高.当占空比为90%时,75min内MB脱色率达到99.2%;当占空比为70%时,90min内MB脱色率也已达到96%.由上述结果可知,只要反应时间够长,两种占空比下都能够产生足够的羟基自由基,达到相应的降解效果.说明占空比增加到一定程度后,对氧化降解效果影响不大,关键作用在于调节电耗.但占空比越大,电流导通时间越长,能耗也越大.综合降解效果和能耗,又能体现脉冲电源相比直流电源的优势,认为最佳占空比为50%,故选定占空比50%作为接下来研究的参数.2.1.5 NaCl浓度参数研究 NaCl可以通过增强溶液的导电性和传质速率,进而影响MB的电化学氧化降解效果.图6为不同NaCl浓度对MB的脉冲电化学氧化降解结果.由图6可知,NaCl浓度对MB脱色率和COD去除率的影响显著.当NaCl浓度为0.005mol/L时,90min内MB脱色率为100%,COD去除率为88.3%.当NaCl浓度低于0.01mol/L时,随着NaCl浓度的增加,MB脱色率和COD去除率都随之增加.这可能是因为:一方面,HO·等强氧化剂的产生主要依赖于溶液的导电性,NaCl浓度越大,溶液电导率越大,电流传输速度越快,因而MB电化学氧化反应速率越快;另一方面,NaCl的投加,促使溶液中活性氯的大量产生,加速有机废水的间接氧化过程,所以MB脱色率和COD去除率都随之增大.但当NaCl浓度超过0.03mol/L时,MB脱色率急剧增加,COD去除率却急剧减小.这可能是因为:若NaCl 浓度过大,过量的NaCl导致析氯反应大量发生,能量被过多消耗, MB废水被漂白,而非被降解.另外,若Cl-浓度过大,反而会破坏水质,所以NaCl投加量不宜过多.此外,当NaCl投加量为0.01mol/L时,能耗最小,电流效率最大.综合MB降解效果和能耗得出,NaCl的最佳投加量为0.01mol/L.由上述结果可知,脉冲电化学氧化降解MB的最优条件为:MB初始浓度为100mg/L,脉冲电压为5.5V,脉冲频率为1500Hz,占空比为50%, NaCl投加量为0.01mol/L.图7为优化后的脉冲供电模式与相同条件下的直流供电模式对MB的氧化降解结果.由图7可知,两种供电模式下,MB脱色率和COD去除率都随时间逐渐增大,最终趋于平缓,且MB脱色率始终大于COD去除率.这说明电化学反应中自由基优先攻击MB发色基团,使之分解发生转变.在实验过程中发现,随着反应的不断进行,MB溶液颜色逐渐褪去,由深蓝色变为淡蓝色,脉冲最优条件下最终变为无色.在全部实验结果中,脱色率始终大于COD去除率,这表明自由基对MB发色团的破坏过程(脱色过程)比COD去除过程更容易实现.此外,脉冲最优条件下MB脱色率和COD去除率都明显高于直流条件.这可能是因为:当电流提供时,电极/溶液界面处的电化学反应进行.在直流模式下,PbO2阳极表面的扩散层会随时间的推移开始形成并不断增厚,严重影响甚至阻碍溶液本体中的MB进入PbO2阳极/溶液界面,使得MB无法与界面处的强氧化性物质充分碰撞接触,对反应造成一定程度(甚至致命程度)的影响.在脉冲模式下,电流提供时间很短,在如此短的时间内, PbO2阳极表面的扩散层形成后很难快速增厚,继而又会因为电流的断开而消失;随后,溶液本体中的MB会顺利进入PbO2阳极/溶液界面处,阳极周围产生的自由基等物质也会扩散进入溶液本体;随后,电流又开始提供,如此循环.通过这种不断“通电——断电——通电”的方式,有效增大MB与强氧化性物质的碰撞接触机会,提高反应效率.由于MB带正电荷,会使得其在阴极上富集而并非被降解掉,因此可以从MB在阴极的残留程度对比分析两种供电模式.表1为两种供电模式下的阴极残留程度和能耗.由表1可知,脉冲最优条件下阴极MB的残留程度明显低于直流条件.这可能是因为:在直流供电模式下,由于电场方向确定,导致溶液本体中带有正电荷的MB向阴极区移动并富集,虽然也使得水体中的浓度降低,但最终并未被降解.在脉冲模式下,电流提供时间很短,形成的扩散层短时间内很难快速增厚,继而又随着电流的断开而消失.在电流断开这段时间内,阴极富集的MB有一部分又扩散进入溶液本体,所以阴极富集程度相比于直流条件较低.一方面富集在阴极上的MB越少,就有可能使更多的MB 被氧化降解;另一方面阴极残留物越多,越容易造成浓差极化,引起电极钝化,使处理效率降低.因此,从阴极MB的残留程度上认为,脉冲供电模式明显优于直流供电模式.此外,脉冲最优条件下的电耗明显低于直流电解,电流效率明显高于直流电解.这是因为脉冲电源主要是采用“供电——断电——供电”这种不断交替供电的方法,通过减少周期内的供电时间,增大电流效率,提高电能利用率.因此,从能耗和电流效率上比较认为,脉冲供电模式明显优于直流供电模式.本文以Ti/PbO2-PVDF氧化电极为阳极,对MB模拟染料废水进行脉冲降解处理,分析初始浓度、脉冲电压、脉冲频率、占空比、NaCl浓度五个因素对降解效果的影响,并将优化后的脉冲供电模式与相同条件下的直流供电模式进行对比.结果表明,当MB初始浓度为100mg/L,脉冲电压为5.5V,脉冲频率为1500Hz,占空比为50%,NaCl浓度为0.01mol/L时,脉冲式电化学氧化降解MB效果最好.在相同条件下,脉冲供电模式在降解效果、能耗及阴极MB的残留程度上都优于直流模式.【相关文献】[1] 陈明功,齐永涛,张鑫敏,等.低温等离子体与絮凝剂处理印染废水的协同效应 [J]. 中国环境科学, 2010,30(9):1207-1212.[2] 应传友.电催化氧化技术的研究进展[J]. 化学工程与装备, 2010,(8):140-142.[3] Bagastyo A Y, Radjenovic J, Mu Y, et al.Electrochemical oxidation of reverse osmosis concentrate on mixed metal oxide (MMO) titanium coated electrodes [J]. Water Res, 2011,45(16): 4951-4959.[4] 徐浩,李晓良,张林,等.钛基体PbO2电极对脱附浓缩液的电催化降解[J]. 西安交通大学学报, 2017,51(3):92-97.[5] Xu H, Guo W, Wu J, et al. Preparation and characterization of titanium-based PbO2 electrodes modified by ethylene glycol [J]. Rsc Advances, 2016,6(9):7610-7617.[6] Shao D, Yan W, Li X , et al. Fe3O4/Sb–SnO2 Granules Loaded on Ti/Sb–SnO2 Electrode Shell by Magnetic Force: Good Recyclability and High Electro-oxidation Performance [J]. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2015,3(8):1777-1785.[7] Li X, Shao D, Xu H, et al. Fabrication of a stable Ti/TiOxHy/ Sb−SnO2 anode for aniline degradation in different electrolytes [J]. Chemical Engineering Journal, 2016,285:1-10.[8] 张林,徐浩,冯江涛.钛基体PbO2电极对靛蓝盐的电催化去除研究[J]. 西安交通大学学报, 2016,50(5):134-139.[9] Yao Y, Dong H, Jiao L, et al. Preparation and Electrocatalytic Property of PbO2-CeO2 Nanocomposite Electrodes by Pulse Reverse Electrodeposition Methods [J]. Journal of the Electrochemical Society, 2016,163(5):D179-D184.[10] 徐浩,郭午琪,王晓璇,等.超声对二氧化铅电极性质的影响[J]. 西安交通大学学报,2015,49(7):82-87.[11] 徐浩,张倩,邵丹,等.钛基体二氧化铅电极制备改性方法研究进展[J]. 化工进展,2013,32(6):1307-1312.[12] 李晓良,徐浩,延卫.十二烷基二甲基甜菜碱对Ti/PbO2电极的改性研究[J]. 西安交通大学学报, 2017,51(5):142-148.[13] Li X, Xu H, Yan W. Fabrication and characterization of PbO2 electrode modified with polyvinylidene fluoride (PVDF) [J]. Applied Surface Science, 2016,389:278-286.[14] Xu H, Li J, Yan W, et al. Preparation and characterization of titanium based PbO2 electrodes doped with some common elements [J]. Rare Metal Materials & Engineering, 2013,42(5): 885-890.[15] Rajeshwar K, Ibanez J G. Environmental Electrochemistry: Fundamentals and Applications in Pollution Abatement [M]. San Diego, CA: Academic Press, 1997: Chapter 5, P140.。
气体扩散电极产过氧化氢
气体扩散电极产过氧化氢
气体扩散电极是一种新型的电极，它可以在水中产生过氧化氢。
过氧化氢是一种强氧化剂，可以用于消毒、漂白、废水处理等领域。
传统的过氧化氢生产方法是通过电解水来制备，但这种方法存在能耗高、设备复杂等问题。
而气体扩散电极产过氧化氢的方法则具有能耗低、操作简单等优点。
气体扩散电极是由电极板、气体扩散层和电解质组成的。
气体扩散层是由多孔材料制成，可以将气体均匀地分布到电极表面。
当电极通电时，气体扩散层中的氧气会被还原成过氧化氢。
过氧化氢的产生量与电流密度成正比，而与电压无关。
因此，气体扩散电极可以在低电压下产生大量的过氧化氢。
气体扩散电极产过氧化氢的方法具有以下优点：
1. 能耗低：传统的过氧化氢生产方法需要高电压和高电流，能耗较高。
而气体扩散电极产过氧化氢的方法只需要低电压和低电流，能耗较低。
2. 操作简单：气体扩散电极的制备和操作都比较简单，不需要复杂的设备和技术。
3. 产量大：气体扩散电极可以在低电压下产生大量的过氧化氢，产量比传统的方法更高。
4. 环保：气体扩散电极产生的过氧化氢可以用于废水处理等领域，具有环保的优点。
气体扩散电极产过氧化氢的方法还有一些不足之处，例如气体扩散层的材料选择和电极的寿命等问题。
但随着技术的不断发展，这些问题也会逐渐得到解决。
气体扩散电极产过氧化氢的方法具有能耗低、操作简单、产量大、环保等优点，是一种有潜力的过氧化氢生产方法。
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李 善 评等 自制 气 体 扩 散 电极 用 于 染 料 废 水 处 理 的研 究
自制 气 体 扩 散 电极 用于 染 料废 水 处 理 的 研 究 ＊
李善评 曾 雪媛 连 军锋 王 洪波 方 洪琛
（ 山东 省 水 环 境 污染 控 制 与 资 源 化 重 点 实 验 室 ， 东 大 学 环 境 科 学 与 工 程 学 院 ， 东 济 南 ２ ０ ０ ） 山 山 ５ １０
作用 因 Ａ、 Ｂ ２种金 属 离 子 的组 合 不 同 而 异 ， 在保 持 原结 晶构 造 的情 况下 ， 部分 Ａ 或 Ｂ位 置 的离 子很 容
仪 器 ： ＨＩ０ ３ 电化 学工 作站 ； Ｘ２４ １ Ｃ ７０Ｂ Ｓ —— １马弗
炉； ＴＵ一８ ０紫外一 可见 分光 光 度计 。 １１ 原 水采 用 活性 艳红 Ｘ ３ 一Ｂ模 拟染 料废 水 ， 属难 降
法， 如生 物法 等 ， 难 使 这 些 难 降 解 废 水 达 标 排 放 。 很
近年 来 ， 越来 越 多 的人 们 注意 到 电化 学 方 法 在 治 理 环境 污染 方 面 起 到 的作 用 ¨ ］ 电化 学 方 法 是 一 种 １ 。 。
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图 １ 合 适 的柠 檬 酸 用 量 （ ， 以柠 檬 酸 ／ 属 离 子 摩 尔 金
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表 １ 柠 檬 酸 用 量 对 催 化 剂 形 成 的 影 响
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钙 钛 矿 型 复 合 氧 化 物 是 一 类 与 天 然 钙 钛 矿
（ ａ ｉ ） 似 的化 合物 ＿ ］用 Ａ Ｏ。 示 ， ｃ Ｔ Ｏ。类 】 ， Ｈ Ｂ 表 Ａ多 为 稀 土元 素或 碱 土金 属 ， Ｂ为第 一 过 渡 系 元 素 。催 化
极 具 有 良好 的 电 催 化 性 能 。
关 键 词 电化 学 处 理 气 体 扩 散 阴 极 难 降 解 有 机 废 水 催 化 剂
Ｓｌ ｅ￣ｍａ ｅｇｓ ｄｆｕ ｉｎ ｅｅ ｔｏ ｅ ｆｒ ｄ ｅ ｗａｔｗａｅ ｒａｍｅ ｔ ＬＩ Ｓ ａ ｐｉｇ， ｄ ａ ｉｆｓｏ ｌｃｒ ｄ ｏ ｙ ｓｅ ｔｒ ｔｅ ｔ ｎ ｈ ｎ ｎ ＺＥＮＧ ｅ ｕ ｎ， Ａ． Ｊｕ ｆ ｎ Ｘｕ ｙ ａ ＬＪ Ｎ ｎ ｅ ｇ， ＷＡＮＧ ｎ ｂ ＦＡＮＧ ｎ ｃ ｅ ．（ ｈ ｎ ｏ ｇ Ｋｅ ａ ｏ ａｏ ｙ ｏ ｔｒ Ｐｏｌ ｔｏ ｎ ｒｌａ ｄ Ｒｅｏ ｒｅＲｅ ｓ Ｈｏ ｇ ｏ， Ｈｏ ｇ ｈ ｎ Ｓ ａ ｄ ｎ ｙ Ｌ ｂ ｒ ｔ ｒ ｆ Ｗａ ｅ ｌｕ ｉｎ Ｃｏ ｔｏ ｎ ｓｕ ｃ ｕ ｅ， Ｓ ｈ ｏ ｆ Ｅｎ ｉｏ ｍｅ ｔｌＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅｒｎ ｃ ｏ ｌ ｖ ｒｎ ｎ ａ ｃｅ ｃ ｎ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ，Ｓｈ ｎ ｏ ｇ Ｕｎ ｖ ｒｉｙ，Ｊｉａ ｈ ｎ ｏ ｇ ２ Ｏ Ｏ ） ｏ ａ ｄ ｎ ｉｅ ｓｔ ｎ ｎＳ ａ ｄ ｎ ５ １ Ｏ
性 艳红 Ｘ ３ 一Ｂ吸光度 测定 的特 征 波长 为 ５ ９ ５ｎ ３ ． ｍ。
测 定 ； 用 日本 理 学 电机 株 式 会 社 Ｄ／ ｘ ｒ 射 采 ｍａ －Ａ Ｘ 线 衍射 （ Ｄ） ＸＲ 仪分 析 钙钛 矿催 化剂 的晶体 结构 。
２ 实 验 内 容
采 用 溶 胶 一 胶 法 制 备 Ｌ Ｎｉ 钙 钛 矿 型 催 化 凝 ａ Ｏ。 剂 ， 本 步 骤 为 ： 化 学 计 量 比 称 取 所 需 的 基 按 Ｌ ＮＯ。。・６ Ｏ和 ＮｉＮＯ。 ２・ Ｈ２ 用 去 离 子 ａ（ ） Ｈ２ （ ） ６ Ｏ，
摘 要 研究 了气体扩散 电极用于难 降解活性艳红 ｘ ３ 一Ｂ染料废水 的处理 ， 优化了催化剂 Ｌ ＮＯ。 ａ ｉ 和气体扩散 电极 的制备工 艺。
采 用 凝 胶 一 胶 法 制 备 催化 剂 Ｌ Ｎｉ ， 最 佳 制 备 工艺 为 ： 檬 酸 与金 属 离 子 摩 尔 比 １５：１０ ｐ ， 溶 ａ Ｏ３其 柠 ． ． ， Ｈ ９ 焙烧 温 度 ７ ０℃ ； 体 扩 散 电 ５ 气
１ 实 验 材 料 及 分 析 方 法
发 以 提 高 污 染 物 的 处 理 效 率 ， 阴 极 电 催 化 降 而
解 ［ 。 用则 未 引起 足够 的重 视 。笔 者 采 用 稀 土 元 ８ 。作 素 镧 （ ａ 对 传 统 的扩 散 电极 进 行 了改 性 ， 点 探 讨 Ｌ） 重
随 着工 业 的飞速 发展 ， 废水 的种类 层 出不穷 ， 难 降解 废 水 的 比 重 也 越 来 越 大 。传 统 的 废 水 处 理 方
合 价不 同 的其他 金属 离子 置换 ， 据 电 中性 的要 求 ， 根
可 导致 Ｂ位 金属 离子 的化 合价 变化 （ 常原 子价 、 异 混
水 溶解 后 ， 入适 量 的柠檬 酸 ， 加 搅拌 直 至 得 到均 匀 的
形式 的氧 晶格缺 陷等 ， 这往 往 导 致 催 化 剂 表 面 和 晶 格 氧物种 的种 别 和 数 量 发 生 变 化 ， 而 产 生 各 种 催 从
绿 色 环境 友好 技 术 ， 应 用前 景难 以 限 量 。但 在 较 其
长时 间里 ， 多数 研 究 都 侧 重 于 高 催 化 性 能 阳极 的开
极 的最 佳 制 备 工 艺 为 ： 化 剂 用 量 ０ ６ｇ 造 孔 剂 用 量 ０ ６ ｇ 聚 四氟 乙 烯 （Ｐ Ｅ 用 量 ３ ０ ｇ 焙 烧 温 度 ３ ０ ℃ 。采 用 Ｘ射 线 衍 射 催 ． ， ． ， ＴＦ ） ． ， ０
（ Ｄ） 电 子 扫描 显 微 镜 （ Ｅ 等 检 测 分 析 方 法 对 所 制 备 的 催 化 剂 和 气 体 扩 散 电 极 进 行 表 征 和 分 析 。 结 果 表 明 ， 型 气 体 扩 散 电 ＸＲ 、 Ｓ Ｍ） 新
解 有机 废水 。活性艳 红 Ｘ ３ －Ｂ为 枣红 色粉 末 ， 主要 用 于 棉布 丝绸 的染 色 ， 于 水 呈 蓝 光 红 色 。活 性 艳 红 溶
易被 其他 金 属 离 子 置换 。如 果 Ａ 位 置 的离 子 被 化
第 一作 者 ： 善评 ， ， ９３年 生 ， 科 ， 授 ， 李 男 １６ 本 教 主要 从 事 环 境 污 染 防治 理 论 与 工 程 技 术 方 面 研 究 。 ＊国家 “ 十一 五” 技 支 撑 计 划 项 目（ ． ０ ６ ＡＪ ５ ２ 。 科 Ｎｏ ２ ０ Ｂ ０ Ａ１ ）
化功 能 ， 当氧 缺 陷浓度 达到 一定 程度 时 ， 形成 缺 陷 会 的有 序化 结构 。Ｌ Ｎｉ 。 ＡＢ 。 ａ Ｏ是 Ｏ 型钙钛 矿 复合 氧 化 物 中的金 属 型化 合 物 ， 在着 有 序 化 的 氧缺 陷 。作 存
为催 化反 应 中的 活性 中心 ， ａ Ｏ。 量对 电极 催 化 Ｌ Ｎｉ 含 性能 有很 大 的影 响 。
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・
１ ・ １
环 境污染与防治
第 ３ ３卷
第 ４期
２１ ０ １年 ４月
Ｘ３ 一Ｂ溶 液 呈 弱 酸 性 ， Ｈ 为 ６ ０ 导 电性 较 弱 ， 入 ｐ ．， 加
一
胶 的形 成 ， 导致 催 化 剂 催 化 活 性 下 降 。根 据 表 １和
定量 的 ＮａＳ 支持 电解 质 ， Ｏ 作 以提 高 电导 率 。活
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