论文部分内容阅读
炸药废水是一种对环境有较大危害的污染源之一，对其处理具有重要的意义。现阶段，对炸药类废水的处理技术和方法较多，最常见的几种主要有:生物处法、物理法和化学法等。化学处理法中的电化学法水处理技术，在有机废水的处理方面有较独特的优势，具有较好的催化活性，较强的稳定性和耐腐蚀性等优点，近年来受到广泛的关注和重视。电化学处理废水的过程中，影响有机物降解效果的关键因素是电极材料，且电极材料对电催化过程中的耗能量和氧化降解效率有着至关重要的决定性作用。因此，高性能、高催化活性和高稳定性的电极材料的寻找势在必行。作为具有较强耐腐蚀、较长使用寿命、较高稳定性和催化活性等优点的Ti/RuO2电极，在废水处理领域有较为广泛的应用。 本文主要对Ti/RuO2电极的催化性能，以及炸药废水的处理效果进行研究。采用Ti/RuO2电极作为电解废水过程中的工作电极，分别对黑索金(RDX)、奥克托今(HMX)和二硝基重氮酚(DDNP)三种炸药废水进行电催化氧化处理。主要的研究内容如下: 通过刷涂法制备Ti/SnO2-RuO2电极，该电极的形貌通过SEM表征可知，具有较多细小的裂缝;XRD显示电极表面为金红石结构、固溶体的活性层;XRF测试对电极的活性层元素进行表征。同时，利用该电极作为工作电极，不锈钢为阴极，电催化降解RDX炸药废水。在支持电解质为5.0g·L-1的Na2SO4、炸药废水的pH为7、电流密度为15mA·cm-2条件下，电催化氧化5h后，RDX炸药废水的CODCr去除率为55.41％，RDX的去除率为82.55％。 将刷涂法制备的Ti/SnO2-RuO2电极作为工作电极，不锈钢电极为阴极，电催化氧化降解处理HMX炸药废水。在HMX炸药废水的支持电解质为7.5g·L-1的Na2SO4、反应温度为35℃、废水pH为3、外加电解电压为3V的条件下，电催化降解120min后，HMX的CODCr去除率达99.86％，HMX去除率达91.76％。 采用刷涂方法制备网状Ti/RuO2电极，并通过SEM、XRD、LSV和CV曲线等表征手段对Ti/RuO2电极进行形貌、结构和性能表征。网状电极具有较多空隙和较多微小裂纹的形貌;外层活性层为Ru氧化物的金红石结构;物质在析氧电位之前出现氧化峰，能有效地抑制析氧副反应的发生。采用该电极作为阳极，不锈钢为阴极，对实际的DDNP炸药废水进行电催化氧化降解处理，在DDNP炸药废水的pH为12、支持电解质为7.5g·L-1的Na2SO4、最佳电流密度为30mA·cm-2的条件下，电催化氧化150min后，DDNP炸药废水CODCr去除率为75.79％，DDNP去除率为76.42％。可见，Ti/RuO2电极在水处理领域具有较广泛地应用前景。