1、電化學(xué)氧化技術(shù)在處理難降解有機廢水領(lǐng)域以高效低耗、無二次污染等優(yōu)點受到廣泛關(guān)注,而該技術(shù)對有機污染物去除率很大程度上取決于陽極材料性質(zhì),因此選擇合適的陽極材料極其重要,而鈦氧化物獨特的晶體結(jié)構(gòu)使其具有理想陽極材料的一系列特性如高的導(dǎo)電性、良好的電化學(xué)活性好及強耐腐蝕能力。本研究以鈦氧化物中導(dǎo)電性最高的亞氧化鈦為電極材料,基于電化學(xué)氧化原理,設(shè)置了雙室電化學(xué)氧化裝置,并以碳布為對照,研究了其對典型偶氮染料亞甲基藍(lán)及實際印染廢水的降解效果,
2、以實現(xiàn)對印染廢水經(jīng)濟、高效的降解,并為新型電極材料電化學(xué)氧化處理印染廢水及工業(yè)應(yīng)用發(fā)展提供可靠的理論依據(jù)。
本實驗分別對碳布、亞氧化鈦電極材料進(jìn)行了電化學(xué)交流阻抗(EIS)、塔菲爾(Tafel)、循環(huán)伏安(CV)、計時恒電位及電極加速壽命等一系列電化學(xué)測試。其中,EIS結(jié)果表明亞氧化鈦的導(dǎo)電性與碳布相似,但其電荷轉(zhuǎn)移內(nèi)阻遠(yuǎn)小于碳布,且交換電流密度高于碳布兩個數(shù)量級,有利于物質(zhì)在電極表面的傳輸。在CV測試中,亞氧化鈦陽極的氧化峰
3、電流高于碳布陽極一個數(shù)量級,同時亞氧化鈦具有2.5V(vs.SCE)的高析氧電位,即其活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于碳布陽極,此外,從200圈CV掃描結(jié)果表明,亞氧化鈦具有很高的電化學(xué)穩(wěn)定性,最后,加速電極壽命測試中,經(jīng)計算得出亞氧化鈦在一般工業(yè)電流密度下工作壽命為30年,而碳布僅為7年。因此,基于亞氧化鈦具有導(dǎo)電性高、電化學(xué)活性好、電位窗寬、穩(wěn)定性好特點,將其應(yīng)用于電化學(xué)氧化處理污染物并預(yù)期達(dá)到一定的處理效果。
考察了碳布、亞氧化鈦電化學(xué)氧化
4、裝置對亞甲基藍(lán)的降解效果,亞氧化鈦僅需105min就可以達(dá)到99.6%的高效降解率,而碳布為76.2%,且亞氧化鈦電極對亞甲基藍(lán)的礦化率達(dá)83.5%,碳布為42.6%,故亞氧化鈦對亞甲基藍(lán)的降解主要為礦化作用。探究了亞氧化鈦電化學(xué)氧化裝置的運行參數(shù)對亞甲基藍(lán)的降解及礦化效果的影響。表明在電解液pH為3.01,電流密度為1.13mA/cm2,濃度低于100mg/L時,均能保證較好的降解率及礦化率、較高的庫倫效率和較低的反應(yīng)能耗。