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随着我国工业的迅速发展,有机废水的排放量日益增加,生物难降解有机
废水的处理技术己成为国内外环境科学研究的重要课题。由于有机废水治理难
度不断增大及排放要求更趋严格,传统的处理方法的都较难有效地对这类废水
进行完全的降解。而电化学方法由于其本身的优点,现在日益受到普遍的重视,
是目前颇有发展前景的一种降解方法,最近这方面的研究也较多。但是,有关
电化学降解过程中中间体以及反应过程的研究很少,而这类研究可以帮助我们
更好地控制反应过程,并且可以提高废水降解的效率。本文以工业废水中最为
普遍的偶氮类和酚类废水为研究对象,利用氧化膜修饰电极进行电解降解处理,
对电解降解的动力学过程及中间体进行了探讨。
我们按照有关文献方法制备了一种电解效率较高的金属氧化膜修饰电极—
-Ti/SnO2+Sb2O3电极,对偶氮类和酚类中较为常见的甲基橙、日落黄、苯酚等
水溶液进行降解处理。我们首先对不同电解条件下降解的电解后的溶液进行化
学耗氧量的测量,研究不同电解条件对其电解效率的影响,从而优化出一个降
解效率较好的电解条件。在这些条件下对上述溶液进行降解,在降解过程中,
每隔一段时间,对电解中样品进行取样。电解结束后,取得的样品利用HPLC-1100
高效液相色谱和HP8453分光光度计进行样品分析,从而获得不同时间和不同波
长的两维吸光度矩阵。
对两维吸光度矩阵进行因子分析,可计算出降解过程中的溶液存在的组分
数,并进一步确定中间体是否存在,利用测得的色谱相对峰面积或待降解有机
物具有特征吸收波长处的吸光度数据可计算得到待降解有机物的降解动力学方
程。本文研究的三种待降解产物均符合一级反应动力学模型,且紫外-可见光谱
仅能检测出一种(表观)中间体,降解过程基本符合连串反应模型。利用曲线
拟合法,可进一步求解中间体降解的速率常数,从而获得了待降解有机物和中
间体各组分的动力学谱,并根据原始两维光谱矩阵,用最小二乘回归法,求解
出中间体的纯光谱。
关键词:过程分析,中间体,电解降解,偶氮类,苯酚