氣體擴(kuò)散陰極法降解水中苯酚和2,4-二氯苯酚的研究.pdf

1、近些年來，在電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，環(huán)境研究者進(jìn)行了廣泛地研究。目前，一種新型的三相電極—?dú)怏w擴(kuò)散陰極，在陰極原位產(chǎn)生H2O2等強(qiáng)氧化性中間產(chǎn)物催化去除有機(jī)物和陰極電催化還原脫鹵方面正備受關(guān)注。
　　本論文研究制備了一種高效的氣體擴(kuò)散電極，該電極由防水透氣層（氣相層）、金屬導(dǎo)電網(wǎng)（固相層）、催化層（液相層）組合而成，并直接以空氣作為氧源，通過對苯酚、2,4-二氯苯酚的降解，建立了氣體擴(kuò)散陰極催化處理工藝體系，研究了改變電極運(yùn)行條件對有機(jī)物

2、降解的影響，并結(jié)合表征和電化學(xué)方法分析了氣體擴(kuò)散陰極法對苯酚、2,4-二氯苯酚的降解機(jī)理。
　　考察了氣體擴(kuò)散陰極對苯酚降解的影響，并進(jìn)行了表觀動(dòng)力學(xué)分析和鈦網(wǎng)重復(fù)性能測試。結(jié)果表明，氣體擴(kuò)散陰極法降解苯酚的最佳條件：電流密度80mA/cm2，電解質(zhì)濃度0.2mol/L，固定pH值4，通氣量40mL/min。電解40min，50mg/L的苯酚即可達(dá)到完全降解，電解2h，COD的去除率可達(dá)91％，顯示出良好的電化學(xué)催化活性，苯酚降解

3、符合一級反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。采用高溫（600℃）煅燒重制電極，結(jié)果表明，新電極1h對苯酚降解的去除率下降幅度不超過2%，顯示出鈦網(wǎng)良好的重復(fù)性能。
　　研究了氣體擴(kuò)散陰極法對2,4-二氯苯酚的降解，并進(jìn)行了脫鹵和中間產(chǎn)物分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在電極間距3cm，電流密度80mA/cm2，電解質(zhì)濃度0.2mol/L，固定pH值4，通氣量60mL/min時(shí)，濃度50mg/L的氯酚，電解1h即可完全去除，電解2h后COD去除率達(dá)到80%。根據(jù)脫氯結(jié)

4、果顯示，1h后脫氯已經(jīng)完成，陰極體系內(nèi)氯離子濃度達(dá)到0.41mmol/L。通過GC-MS對2,4-二氯酚降解進(jìn)行中間產(chǎn)物檢測，發(fā)現(xiàn)了2-氯酚、4-氯酚、苯酚、對二苯酚、苯醌、順丁烯二酸等物質(zhì)的生成。
　　對氣體擴(kuò)散電極進(jìn)行了表征分析，認(rèn)為電極表面形貌及內(nèi)部孔徑分布不同，造成電極催化活性和選擇性的差異，也是引起苯酚降解差異的主要原因，在炭黑/聚四氟乙烯（PTFE）為3、熱壓壓力10MPa下成型的電極表現(xiàn)出良好的性能。通過循環(huán)伏安曲線