【摘 要】
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电芬顿反应是将氧气还原成H2O2,实现H2O2的原位生成,避免了在运输过程中的消耗。再通过亚铁离子催化作用,使H2O2转化为具有强氧化性的羟基自由基,对废水中的有机物进行氧化降解。但亚铁离子的加入,又造成反应适用的PH范围小,含铁污泥的后续处理工艺等问题。因此,提高电催化产H2O2的性能,在不引入金属离子的情况下,对原位生成的H2O2继续催化,产生羟基自由基,实现全芬顿试剂的原位生成,是一种符合绿
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电芬顿反应是将氧气还原成H2O2,实现H2O2的原位生成,避免了在运输过程中的消耗。再通过亚铁离子催化作用,使H2O2转化为具有强氧化性的羟基自由基,对废水中的有机物进行氧化降解。但亚铁离子的加入,又造成反应适用的PH范围小,含铁污泥的后续处理工艺等问题。因此,提高电催化产H2O2的性能,在不引入金属离子的情况下,对原位生成的H2O2继续催化,产生羟基自由基,实现全芬顿试剂的原位生成,是一种符合绿色化学理念的的新方法,也是降低电芬顿技术成本与二次污染的关键。鉴于此,本论文设计了一种无外加试剂的双阴极电芬顿体系,以实现高效,稳定地产生H2O2,并将H2O2转化为·OH。采用电沉积的方式在碳布材料上聚合导电聚合物PEDOT,使用PEDOT/CC作为第一阴极,将氧气通过氧还原2电子反应生成H2O2,在-0.9V下,电解120min后原位生成H2O2产量为243.1mg/L,增加至原来的2倍,电流效率为77.0%。原位生成的H2O2通过第二阴极不锈钢网电极的还原生成羟基自由基,采用荧光光谱法,EPR法对·OH产生机制分析。双阴极电芬顿体系对含Rh B,MB和AO7的染料废水进行氧化降解。结果表明,在PEDOT/CC电压为-0.9V,SSM电压为-0.8V条件下,经过电解120min,去除效率分别为99.7%,98.3%,97.5%,其中对Rh B染料废水在120min内的TOC去除率为54.3%,说明了该反应体系对高浓度染料废水具有脱色以及矿化的作用,经过5次循环,去除效率仍保持在90%以上。本论文提出了一种简单可行的改性方法。使用廉价易得的工程材料PEDOT和不锈钢网,以电催化代替试剂添加,通过调节O2-H2O2-·OH两步法的反应条件,达到去除有机污染物的最佳条件。并且实验中发现基本无亚铁离子浸出且无铁污泥产生。使用空气曝气,经济阳极等实际运行条件,仍可达到较高去除效率,为投入实际运行提供参考。
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