【摘 要】
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过硫酸盐（PDS）作为过氧化物中最强的氧化剂,已广泛应用于化工、轻工、电子、环保等领域,电化学法生产PDS是目前工业生产普遍采用的方法。氨基湿法脱硫脱硝吸收液中含有高浓度的硫酸盐,如果将其作为原料通过电化学法制备PDS,这不仅使废物资源化利用,而且对环境保护和成本降低都有重要意义。本研究以电解脱硫脱硝吸收液中硫酸盐生成PDS为目的进行研究。以单一的硫酸盐为电解质,通过循环伏安曲线法和羟基自由基（·
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过硫酸盐（PDS）作为过氧化物中最强的氧化剂,已广泛应用于化工、轻工、电子、环保等领域,电化学法生产PDS是目前工业生产普遍采用的方法。氨基湿法脱硫脱硝吸收液中含有高浓度的硫酸盐,如果将其作为原料通过电化学法制备PDS,这不仅使废物资源化利用,而且对环境保护和成本降低都有重要意义。本研究以电解脱硫脱硝吸收液中硫酸盐生成PDS为目的进行研究。以单一的硫酸盐为电解质,通过循环伏安曲线法和羟基自由基（·OH）生成实验考察PDS在Si/BDD、Ti/Sn O2、Ti/Pb O2和Ti/Pt四种典型阳极上的生成路径和反应机理,并考察不同添加剂对硫酸盐在不同阳极上的电化学行为的影响;在分槽反应器中,考察电解质浓度、电流密度、添加物质以及阳极材料对电解硫酸盐生成PDS的影响。采用单一硫酸盐电解质实验的优选阳极,以模拟氨基湿法脱硫脱硝吸收液为电解对象,考察电解模拟液生成PDS的影响因素,以及脱硫脱硝吸收液中杂质对PDS生成的影响。研究结论概括如下:（1）通过循环伏安曲线测定和·OH生成实验等方法对PDS在不同阳极上电化学合成的反应路径进行研究发现,在Si/BDD电极的CV曲线中,2.0 V左右出现了一个微弱氧化峰,表明SO42-在Si/BDD阳极上可以直接氧化,但氧化能力较弱,而其余三种阳极在循环伏安曲线中均未见明显的SO42-氧化峰。在低电流密度条件下,四种阳极电解生成PDS的主要途径可能是通过电解水产生的·OH介导氧化。（2）通过H型分槽反应器中恒流模式电解硫酸盐溶液实验发现,Si/BDD阳极制备PDS效果明显优于Ti/Sn O2、Ti/Pt和Ti/Pb O2阳极。在Na2SO4浓度0.9 mol·L-1,电流密度60 m A·cm-2条件下,60 min时PDS生成量达24.12 mmol·L-1。对于Si/BDD和Ti/Sn O2阳极,Na2SO4浓度和电流密度的增加均有利于PDS的生成和电流效率的提高;向阴极液中添加H2SO4有利于降低槽电压;阳极液中添加PDS,在一定程度上有利于提升PDS生成量和电流效率;NH4SCN的加入可以抑制析氧副反应的发生,促进SO42-氧化生成PDS。经过正交实验对反应条件进行优化,发现各因素对电解生成PDS影响的显著性为:电流密度＞Na2SO4浓度＞外加PDS浓度。（3）以优选的BDD为阳极,进行电解脱硫脱硝模拟吸收液制备PDS实验研究发现,电流密度越高,PDS生成反应速率越快。NH4SCN的添加对于模拟吸收液生成PDS有抑制作用;向电解液中添加H2SO4可以降低外加槽电压,但对PDS生成量和电流效率的提升作用不大;（NH4）2S2O8加入模拟液后,也略微影响了PDS的生成,短时间内PDS的生成量和电流效率均有所提高。在相同反应条件下,电解模拟吸收液生成PDS的效果优于（NH4）2SO4溶液,在60 m A·cm-2的电流密度下,经过60 min反应,PDS生成量可以提高18.8%。（4）脱硫脱硝吸收液中的杂质对电解（NH4）2SO4生成PDS都存在一定影响。尿素和SO32-对PDS的生成均有抑制作用。而脱硫脱硝模拟吸收液中的NO3-杂质对PDS生成的电流效率和PDS生成量都有明显提升,向3 mol·L-1（NH4）2SO4电解质中添加0.35 mol·L-1NO3-时,PDS生成量可增加26.81%。
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