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当前,废水中难以通过生物降解的有机物不断增加,其对环境及人身安全都造成了严重的影响,因此,如何开发出高效、简单处理该类废水的方法成为了现今的研究热点。电催化氧化技术对废水中的有机物具有良好的处理效果,且反应迅速、无二次污染,在废水处理领域具有广阔的应用前景。电极材料是电催化氧化技术的核心部分,钛基电极拥有较高的稳定性,在近几十年中广泛应用于废水中有机物的降解。本文采用钛基复合涂层电极电催化氧化处理高浓度有机废水,具体内容如下:(1)通过涂覆热分解法制备了Ti/RuO2-ZrO2-SnO2和Ti/RuO2两种电极材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和循环伏安法(CV)对电极材料进行表征,考察了电流密度、NaCl溶液浓度、pH值及电极间距对废水COD降解率的影响。结果表明,Ti/RuO2-ZrO2-SnO2电极对废水COD具有更高的降解率。电极材料对废水降解的最佳工艺条件为电流密度40 mA/cm2,NaCl溶液浓度为4.0 g/L,pH值为5.0,电极间距为10 mm,电解150 min后COD的降解率达到90.5%。Ti/RuO2-ZrO2-SnO2电极中的SnO2与RuO2形成固溶体,有利于增强涂层与基体之间的结合力,提高电极的稳定性;ZrO2起到细化晶粒的作用,使电极表面粗糙度增加,增强了电极的电催化性能,废水中有机物的降解过程符合一级动力学模型。(2)Ti/Sb-SnO2-Pr/RuO2-Pind电极对有机废水处理的研究(1)通过涂覆热分解法分别制备了含有Sb-SnO2-Pr中间层的Ti/Sb-SnO2-Pr/RuO2-Pind和Ti/Sb-SnO2-Pr/RuO2两种电极材料。采用XRD和SEM对中间层进行表征可得出,当n(Sn4+):n(Pr3+)为100:1时,中间层结晶度较高,裂纹分布最为均匀。用XRD及SEM对复合电极进行表征,用线性伏安法(LSV)、循环伏安法(CV)及强化寿命测试等方法研究电极电化学性能。结果表明,涂层中引入Pind,有效改善了电极表面形貌,增强了电极的电催化性能,延长了电极寿命。(2)将Ti/Sb-SnO2-Pr/RuO2-Pind电极用于废水处理,考察了pH值、NaCl溶液浓度、电极间距及电流密度对废水COD降解率的影响。结果表明,在pH值为5.0,NaCl溶液浓度为4.0 g/L,电极间距为10 mm,电流密度为40 mA/cm2的优化条件下电解150min,COD的降解率达84.3%,且动力学过程同(1)相同。(3)Ti/Sb-SnO2-Pr/IrO2-Pind电极对有机废水处理的研究(1)通过涂覆热分解法在不同热处理温度下制备含有Sb-SnO2-Pr中间层的Ti/Sb-SnO2-Pr/IrO2-Pind电极材料,采用XRD、SEM、线性伏安法(LSV)、循环伏安法(CV)及强化寿命测试考察了不同热处理温度对电极电化学性能的影响。结果表明,当热处理温度为450℃时,涂层中IrO2结晶度最高,涂层表面裂纹分布最为均匀,且拥有最佳的电化学性能。(2)将450℃条件下制备的Ti/Sb-SnO2-Pr/IrO2-Pind用于有机废水处理,考察了pH值、NaCl溶液浓度、电极间距及电流密度对废水COD降解率的影响。结果表明,在pH值为5.0,NaCl溶液浓度为4.0 g/L,电极间距为10 mm,电流密度为40 mA/cm2的优化条件下电解150min,COD的降解率达82.4%,且动力学过程同(1)相同。