【摘 要】
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聚丙烯酰胺（Polyacrylamide,PAM）水溶液作为三次采油阶段中最常用的驱油剂,能有效提高原油采收率,实现水资源的循环利用。但由于其具有高黏度、高油含量、高矿化度等特点,导致采出废水处理难度增大,长久堆积易形成地下堵塞,使得采油量大幅降低,甚至会导致油井报废。因此,为实现油田的持续高产,寻找绿色有效处理含聚废水的方法极具现实意义。电化学氧化技术处理含聚废水时效率极高且反应条件要求不高、可
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聚丙烯酰胺（Polyacrylamide,PAM）水溶液作为三次采油阶段中最常用的驱油剂,能有效提高原油采收率,实现水资源的循环利用。但由于其具有高黏度、高油含量、高矿化度等特点,导致采出废水处理难度增大,长久堆积易形成地下堵塞,使得采油量大幅降低,甚至会导致油井报废。因此,为实现油田的持续高产,寻找绿色有效处理含聚废水的方法极具现实意义。电化学氧化技术处理含聚废水时效率极高且反应条件要求不高、可控性强,不易引入二次污染,吸引了众多研究者的目光;而电极材料的制备与选择更是电催化反应进程的核心部分,开发性能优异、成本低廉、绿色环保、可循环使用的复合电极材料无疑是推动该技术发展的重中之重。以低成本的石墨纸为复合材料的基底,使用涂覆法制备了Mn O2-PVA/GP电极,使用电沉积法制备了Mn O2/GP电极和Mn O2-AA/GP电极;通过FT-IR、XRD、SEM、循环伏安曲线、Tafel曲线对电极的组成、晶体结构、形貌及电化学性能进行表征。FT-IR显示三种电极中都含Mn-OH结构,使得体系中能快速生成强催化活性的高价锰氧化物(Mn Ox+1),有助于高效降低PAM的粘度;XRD中表明三种电极中均主要存在结晶水含量较高的Gama-Mn O2,涂覆过程中聚乙烯醇（Polyvinyl Alcohol,PVA）提高了电极材料的结晶度,而小含量抗坏血酸（Ascorbic Acid,AA）由于具有较强的还原性降低了电极材料的结晶度;SEM显示Mn O2-PVA/GP电极中大部分Mn O2被包裹在光滑的PVA表层,Mn O2/GP电极中Mn O2大量排布在电极材料表面。通过电化学表征,CV曲线可以看出Mn O2-AA/GP电极的CV曲线对应的PAM氧化峰所在电位最高;Tafel曲线表明Mn O2-AA/GP电极最不容易发生腐蚀且腐蚀速率最慢;通过改变PAM浓度、电解质浓度、电流密度、p H等工艺条件,探究纳米Mn O2复合电极电催化氧化PAM的性能;实验结果显示最优条件下,Mn O2-PVA/GP电极电催化氧化PAM的降粘率为90.18%,Mn O2/GP电极电催化氧化PAM的降粘率为91.1%,Mn O2-AA/GP电极电催化氧化PAM的降粘率为95.83%。三种复合电极电催化氧化PAM的反应过程均符合二级动力学模型,对应的电催化氧化的反应速率常数k分别为0.0001、0.0002和0.0004 L·（g·min）-1;且最佳库仑效率分别为23.28%、33.94%和44.12%。
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