有毒难降解有机物废水的治理因缺乏有效地处理方法成为水处理领域的难点,对人类和环境造成了极大的伤害。电催化氧化技术由于其具有特殊的降解机理和能力,越来越引起人们的重视。本文以在废水中广泛存在的苯酚为模拟污染物,开展了对电化学处理技术的基础研究。 本文首先制备了一种新型的二氧化铅电极。该电极以钛板为基体,在其上热涂覆钌钛复合物氧化物底层,以α-PbO₂为中间层,β-PbO₂为活性层。通过循环伏安曲线和阳极极化曲线的测试显示,新型电极显示出很好的催化活性,稳定性。 以自制的二氧化铅电极为阳极,不锈钢阴极板为阴极,在无隔膜电解槽中,对苯酚模拟废水进行阳极氧化降解研究。系统的研究了电流密度、电解质浓度、溶液pH值、苯酚初始浓度对处理效果的影响。苯酚和COD的去除率均随电流密度的增大而增加,试验条件下的最佳值为25mA/cm²;在降解过程中,电解质浓度存在一个最佳值,在本试验中为0.05mol/L;酸性条件下的去除率都好于中性和碱性条件;溶液的初始浓度增大,去除率减小,但去除总量增加。 利用Model273A电化学综合测试系统,采用循环伏安法和线性扫描法对苯酚在β-PbO₂、Pt电极上的降解特性进行了研究。结果表明,苯酚在PbO₂电极上的反应在该电极的析氧电位范围内进行,反应过程中,与Pt电极相比PbO₂电极较少发生电氧化聚合反应,因此该电极具有较高的稳定性和催化活性。这一差异与苯酚在电极上的氧化方式有关,在PbO₂电极上主要是以生成的·OH作为强氧化剂,使苯酚完全降解的可能性很大,而在Pt电极上,生成的·OH很少,主要是苯酚在电极上的直接氧化,生成酚氧自由基,易生成聚合物,导致电极毒化。 对苯酚的电氧化动力学研究结果表明,苯酚的电解氧化反应过程符合表观一级动力学规律,氧化速率常数与电流密度的1.5次方、起始浓度的-0.86次方成线性关系。考察了温度对降解反应的影响,通过Arrhenius方程求得反应的活化能为5.29KJ/mol,远低于一般化学反应的活化能（60～250kJ/mol）,因此反应容易进行。 通过对电解过程中溶液的紫外光谱分析,说明苯酚的电解反应首先生成有紫外吸收的醌类中间体,然后再发生开环反应,最后完全矿化为CO₂和H₂O。