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三维电极电化学方法用于环境污染治理领域已经引起了广泛的关注,目前已被广泛应用于有机废水的治理,但是电流效率仍然很低。本论文将多相催化技术引入到电化学反应器中,通过电化学和多相催化耦合氧化作用,强化电化学反应器降解有机物的效率,提高反应器的电流效率。 分别以CuO-γ-Al2O3、Fe2O3-γ-Al2O3、Fe2O3-13X分子筛催化剂作为绝缘填料,在间歇运行的条件下,以COD为800mg/L的苯胺模拟废水为处理对象,考察此反应体系对高浓度难降解有机污染物的去除效果,表征了多相催化剂的结构和组成,并初步探讨了苯胺降解机理。结果表明,三种催化剂为绝缘填料的电-多相催化反应器对COD均有较好的去除效果。优化条件为电解时间1h,外加电压30V,初始pH值7.3,支持电解质浓度800mg/L时,去除率依次为36.53%、30.36%和29.54%。优化条件下对比不同反应器的去除效果,得到绝缘填料上负载催化剂后对反应器的去除有一定的强化作用。通过对比活性成分为Fe2O3、催化剂载体不同的电-多相催化体系发现,γ-Al2O3作为催化剂载体时,其助催化作用更加明显。不同绝缘填料的电化学反应器对COD的去除有如下规律:CuO-γ-Al2O3>Fe2O3-γ-Al2O3>Fe2O3-13X分子筛>γ-Al2O3>13X分子筛>石英砂。能量衡算表明,电-多相催化体系的电耗明显降低。电流效率明显提高。 在以上实验的基础上,以CuO-γ-Al2O3为考察对象,以苯胺为底物,在常温常压下,得出催化剂活性最佳时的制备条件为活性组分含量5%、浸渍时间24h、焙烧温度500℃,焙烧时间5h,此条件下制备的催化剂对苯胺的去除率可达87.28%。 将最佳条件下制备的CuO-γ-Al2O3催化剂用于循环间歇式电-多相催化体系。分别考察了外加电压,流速及苯胺初始浓度对反应器去除效果的影响,并通过准一级反应动力学模型对苯胺降解速率曲线进行了拟合,得到了不同条件下的反应速率方程和反应速率常数。