【摘 要】
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近年来,电芬顿（E-Fenton）技术在降解印染废水方面优势显著,但如何在保持降解率的同时减弱腐蚀对电极材料使用寿命的影响,一直是环境及材料领域的研究热点。高熵合金具有高硬度、高强度、高耐腐蚀性、高温抗氧化性等特性,因此,本文采用自制E-Fenton实验装置,以甲基橙为模拟污染物,Ti板为阴极,Al0.3Co Cr FexNi（x=0.9、1.3、1.7、2）高熵合金作为阳极,降解印染废水,以期提
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近年来,电芬顿（E-Fenton）技术在降解印染废水方面优势显著,但如何在保持降解率的同时减弱腐蚀对电极材料使用寿命的影响,一直是环境及材料领域的研究热点。高熵合金具有高硬度、高强度、高耐腐蚀性、高温抗氧化性等特性,因此,本文采用自制E-Fenton实验装置,以甲基橙为模拟污染物,Ti板为阴极,Al0.3Co Cr FexNi（x=0.9、1.3、1.7、2）高熵合金作为阳极,降解印染废水,以期提高电极材料的耐蚀性,延长电极使用寿命,并且拓展高熵合金的应用前景。采用X射线衍射、扫描电镜、电化学工作站等表征手段,研究了Al0.3Co Cr FexNi高熵合金在E-Fenton反应中的腐蚀特征,结果表明:随着Fe含量减小和E-Fenton反应时长的增加,合金的腐蚀速率增加,且材料表面由轻微的均匀腐蚀转变为严重的晶间腐蚀,同时,合金的自腐蚀电流密度增大,自腐蚀电位降低,容抗弧半径和电荷转移电阻Rct减小,说明耐腐蚀性能减弱。在相同的实验条件下,Al0.3Co Cr FexNi高熵合金在甲基橙废水中的耐腐蚀性能优于传统电极材料铁片。降解甲基橙废水单因素实验研究表明:随着Fe含量的增大,Al0.3Co Cr FexNi高熵合金对甲基橙废水的脱色率增大,最大可达到83.37%。此时最佳实验条件为:废水初始浓度20 mg/L,Na2SO4投加量35 mmol/L、电流密度50 m A/cm~2、p H=3、温度20℃、极板间距3 cm。但是,铁片在同实验条件下对印染废水的降解率可达94.41%,比高熵合金对废水的降解率高11.04%。Al0.3Co Cr FexNi高熵合金做E-Fenton法阳极降解甲基橙废水的效果虽然略差于铁片,但由于高熵合金组分调控空间大,可根据现有的基础数据和实验内容进行调整,探索高熵合金元素种类和含量以期达到更好的印染废水降解效果。选择耐蚀性和降解性相对较优异的Al0.3Co Cr FexNi（x=1.7、2）合金,研究了其对甲基橙废水脱色率的反应动力学影响,结果表明:两种合金均符合一级反应动力学特征,Al0.3Co Cr Fe1.7Ni合金降解甲基橙废水的动力学方程为ln（At/A0）=-0.00922t,Al0.3Co Cr Fe2Ni合金降解甲基橙废水的动力学方程为ln（At/A0）=-0.011t,在相同条件下,Al0.3Co Cr Fe2Ni合金比Al0.3Co Cr Fe1.7Ni合金的反应动力学常数大,适应范围更广。通过紫外-可见吸收光谱和傅里叶红外光谱初步分析降解机理可知,Al0.3Co Cr FexNi（x=1.7、2）合金在E-Fenton法中均能有效降解甲基橙废水,且随着Fe含量增加,合金的溶液体系更易构成循环而产生充足的·OH,对废水处理更彻底。
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