论文部分内容阅读
电化学氧化法因为是以电子作为试剂,不需要其他药剂的加入,具有反应条件温和、反应装置简单、工艺灵活、可控制性好、比一般的化学反应具有更强的氧化能力等优点,对难降解的有机废水有很好的处理效果。在电化学氧化过程中,动力学、电能耗、电极的使用寿命等问题都与阳极材料有关,所以,选取稳定性好、导电性好、催化性能好的阳极材料是电化学工业中的关键问题。本论文采用阳极氧化、电沉积法制备新型含纳米管中间层的二氧化铅电极(Ti/TiO2-NTs/SnO2-Sb/PbO2)、采用传统法制备Ti/SnO2-Sb/PbO2电极,将两种电极进行性能表征,结果表明,新型二氧化铅电极表面更加规整致密,并且晶体颗粒较小,新制备的电极的中间层可以使二氧化铅电极表层更好的沉积。通过析氧极化曲线分析得出,新型二氧化铅电极比传统法制备的二氧化铅电极析氧电位提高了0.25V左右,电极的电催化性能得以提高；通过加速寿命测试显示：新制备的电极寿命明显高于传统法制备的二氧化铅电极,提升了电极的稳定性；用硝基苯作为目标物质考察电极的电催化性能,从实验中得出,新型二氧化铅电极对硝基苯的降解效果比传统法制备的电极效果好,更有利于硝基苯的去除。采用新型二氧化铅电极做阳极,在电化学降解硝基苯过程中,考察溶液初始pH、电流密度、电解质浓度、电解时间对硝基苯降解和TOC降解效果的影响。在硝基苯初始浓度为100mg/L,最佳电流密度为3OmA/cm2、电解质的最佳投加量0.1mol/LpH=7的条件下,硝基苯的去除率为96.73%,TOC的去除率为92.83%。通过电流密度和电解质浓度对硝基苯降解实验动力学的研究发现,-ln(ct/c0)与降解时间t成线性关系,说明电化学降解硝基苯的反应过程遵循一级动力学规律。通过研究硝基苯的降解途径得出,硝基苯在无隔膜反应器中的电化学降解过程为阴阳极协同作用。硝基苯的降解路线可分为：硝基苯在阴极优先还原为苯胺,苯胺在阳极被完全矿化；硝基苯在阳极直接被氧化。实验证明,硝基苯在阴极首先还原为苯胺在到阳极氧化的过程是使硝基苯快速降解的有效途径。