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过氧化氢具有强氧化性,能够在紫外线或Fe2+的作用下生成羟基自由基,因而在环境领域具有广泛地应用,但由于过氧化氢价格较为昂贵,不宜长途运输且不稳定,因而原位生产较高浓度过氧化氢非常有必要。本论文采用氧阴极还原法原位生产过氧化氢,自行设计并制作了实验装置,借鉴燃料电池法制作气体扩散阴极并给与改进,探索了气体扩散阴极的制作工艺;同时对阴极性能展开研究,发现新制阴极具有一个驯化过程,而且运行过程中电压处于不断波动的状态;为提升阴极的性能,对阴极制作的4个主要条件进行了优化选择;对于毁损阴极,直接扔弃造成成本高昂,因而接着对气体扩散阴极的重复利用展开了可行性研究。实验装置的运行条件对阴极性能的发挥有着重要影响,在阴极最佳制作条件下,对各个运行条件进行了系统地研究;接着在最佳的运行条件下,考察了循环电解并长时间运行的效果。阴极的运行结果表明,随着电解时间的延长,过氧化氢的累积浓度越高,但增加的幅度越来越小,最后趋于某一稳定值附近;电流效率也随着电解时间的延长而逐渐降低。对阴极制作条件的对比研究表明,在热压压力为10MPa、煅烧温度为300℃、聚四氟乙烯(PTFE)投量为30%和无造孔剂投加时,阴极性能达到最好,此条件下,电解60min时,过氧化氢累积浓度可增至11923.03mg/L,此时电流效率为43.90%。对废弃阴极重复利用可行性研究表明,高温煅烧法能够很好实现此目的,在阴极最佳制作条件下,阴极性能没有明显变化,电解60min时,过氧化氢累积浓度可增至11765.02mg/L,两者仅相差167.01mg/L,此时电流效率为43.29%,两者仅相差0.61%。电解装置运行参数研究表明,最佳运行条件为:存在Nafion117膜,电流密度为60mA/cm2,电极间距为1cm,初始pH=0.5,电解质浓度为0.10mol/L,风量为40mL/min。在装置最佳运行条件下,电解60min时,过氧化氢累积浓度可增至20096.05mg/L,此时电流效率为63.37%。进行循环电解并长时间运行发现,当循环流量为15mL/min时,运行效果最好,电解12h时,过氧化氢累积浓度可增至46042.43mg/L,此时电流效率为43.21%。