论文部分内容阅读
本论文以典型的难降解有机污染物苯酚为研究对象,用Ti/RuO<,2>-Pt和Ti/IrO<,2>-Pt电极为阳极进行电催化氧化降解,研究了电极对苯酚废水的电催化氧化机理和效果.其中包括不同电流密度,不同氯化钠添加量影响等,同时还研究了电极的钝化,pH值的变化,瞬时电流效率(ICE),以及其他电解质存在时对降解的影响等.研究表明,17i/RuO<,2>-Pt和Ti/IrO<,2>-Pt两种电极都能将苯酚有效降解,两电极降解苯酚的速度比较接近,并且苯酚的降解速率随着氯化钠量的增加而增加.其中在10mA/cm<2>的电流密度,0.3e/L氯化钠的添加量下,Ti/RuO<,2>-Pt和Ti/IrO<,2>-Pt电极将苯酚从8mg/L降解为0分别需要30分钟和140分钟.Ti/RuO<,2>-Pt电极的析氧电位要比Ti/IrO<,2>-Pt电极的析氧电位高,分别为1.58V和1.20V.因为高析氧电位能够减少电损失,从而Ti/RuO<,2>-Pt电极有较高的电解效率.Ti/IrO<,2>-Pt电极对苯酚有直接氧化作用,而Ti/RuO<,2>-Pt电极对苯酚没有直接氧化作用,其对苯酚的降解以羟基自由基氧化及次氯酸氧化为主.由于Ti/IrO<,2>-Pt电极对苯酚有直接氧化作用,将解过程中电极与苯酚降解产生的大量中间产物直接接触,容易被钝化,从而其直接氧化性能随使用时间逐渐降低.氯化钠的存在对苯酚降解很重要,它的存在促进了自由基的形成和苯环的打开,以及对中间产物的氧化,从而加速对苯酚的降解,提高了电极的降解效率.Ti/RuO<,2>-Pt电极对高浓度苯酚有很好降解作用；在其它电解质如铵根离子存在时对苯酚也有很好的去除作用,同时对氨也有去除作用.
在高电流密度下电极对苯酚的降解速率迅速上升,但降解效率没有上升.
Ti/RuO<,2>-Pt在降解不同浓度苯酚时,pH值都是先升高然后降低,最后趋于稳定.
pH的增加主要是由于在阴极羟基离子的形成,而降低主要是因为羟基自由基的逐渐消耗以及氢离子的形成:ICE(瞬时电流效率)在开始的0-10分钟内最高,明显高于其他时段,这与COD的迅速降低一致.这种现象与氧的释放电压有关,在高有机物浓度下,电解形成的自由基能在氧释放前更多地与有机物反应,从而增加了电流效率.ICE在最后10分钟会再次增加,这可能是因为中间产物形成量越来越少,并且HCIO的形成量越来越多,从而促进了电极对中间产物的降解.