铜负载不锈钢阴极电芬顿-铁碳微电解耦合系统降解喹啉和2-萘酚

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喹啉和2-萘酚同属于苯系物,具有强烈的“致癌”“致畸”和“致突变”效应,广泛存在于印染废水、焦化废水和农药生产废水中。电芬顿技术和铁碳微电解技术同属于高级氧化技术,常用于难降解污染物的深度处理,电极材料的制备和改性是当前电芬顿研究的热点。电芬顿常用的阴极材料多为泡沫金属或贵金属,具有比表面积大、催化效果好的优点,但价格过于昂贵,难以大规模应用。研究开发了一种价廉、易制、高效的新型电芬顿阴极材料——铜负载不锈钢阴极(Cu-SSE),与石墨棒阳极和负载纳米零价铁的生物炭粒子电极(BC@NZVI)共同组成铜负载不锈钢阴极电芬顿-铁碳微电解耦合系统(EF-ICME),研究该系统对喹啉和2-萘酚的降解规律、性能特点和作用机制。结果表明:不锈钢电极经CuSO4·5H2O改性后具有更优良的催化性能和更低的电化学阻抗。BC@NZVI粒子电极的比表面积大(约为218.4 m2·g-1),孔容(约为0.2 cm3·g-1)和零电荷点(约为10.6)高,利于吸附处理呈近中性的喹啉废水和2-萘酚废水。相同反应条件下,EF-ICME系统对喹啉和2-萘酚的降解率均远高于电芬顿系统和铁碳微电解系统对喹啉和2-萘酚的降解率。近中性p H值条件下,EF-ICME系统在180分钟内对喹啉废水(50 mg·L-1)的最高去除率为95.36%,苯丙醇、氢化肉桂酸、肉桂酸等低毒或无毒性有机物是喹啉的主要降解产物,EF-ICME系统在200分钟内对2-萘酚废水(10mg·L-1)的最高去除率为98.36%,苯甲酸等低毒或无毒性芳香烃类有机化合物是2-萘酚的主要降解产物。
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