染料在ACF電極上的成對(duì)電解脫色.pdf

1、我國是染料生產(chǎn)和應(yīng)用大國，因此產(chǎn)生了大量的含染料廢水。在眾多染料中，偶氮染料應(yīng)用最廣，蒽醌染料次之。含染料廢水成分復(fù)雜，是公認(rèn)的難治理的高濃度有機(jī)廢水。電化學(xué)技術(shù)作為一種環(huán)境友好技術(shù)，在含染料廢水處理領(lǐng)域，已成為一類具有競(jìng)爭(zhēng)力的廢水處理方法。 目前，電化學(xué)脫色方法的研究主要集中在電催化氧化脫色以及電還原脫色等方向，其中新電解脫色技術(shù)和電極材料是研究熱點(diǎn)。在各種電極材料中，活性炭纖維(ACF)電極具有很好的導(dǎo)電性能和優(yōu)異的催化性

2、能，很高的比表面積和吸附容量，是一種很好的三維電極。 本論文提出了ACF陽極電氧化和陰極電還原成對(duì)電解脫色新方法，考察的模型物分別為蒽醌染料活性艷藍(lán)KN-R和偶氮染料莧菜紅。采用無隔膜電解槽，同時(shí)以ACF為陽極和陰極對(duì)染料進(jìn)行成對(duì)電解脫色?？疾炝瞬煌娏髅芏认氯玖系拿撋珯C(jī)理、脫色動(dòng)力學(xué)和色度、COD、TOC的去除，確定了染料在ACF電極上發(fā)生成對(duì)電解的電流密度，計(jì)算了脫色電耗。對(duì)染料的脫色過程進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)模擬，使用冪函數(shù)的方法

3、初步得到了染料在ACF上的成對(duì)電解脫色動(dòng)力學(xué)方程。另外，通過測(cè)試染料的循環(huán)伏安曲線，考察了它們?cè)贏CF電極上的電化學(xué)特性。 研究結(jié)果表明同時(shí)以ACF為陽極和陰極，可以實(shí)現(xiàn)染料陽極電氧化和陰極電還原成對(duì)電解脫色。 對(duì)于活性艷藍(lán)KN-R來說：(1)循環(huán)伏安測(cè)試表明，活性艷藍(lán)KN-R在ACF電極上的電化學(xué)行為可以近似認(rèn)為完全不可逆；(2)不同電流密度下，活性艷藍(lán)KN-R的脫色機(jī)制主要是吸附、電氧化、電還原和成對(duì)電解；(3)

4、0～0.1mA·cm-2時(shí)，脫色源于染料在ACF上的吸附，極化對(duì)吸附行為影響不大；(4)0.2～0.6mA·cm-2時(shí)，脫色主要以陽極電氧化和陰極吸附為主；(5)0.7～1.0mA·cm-2時(shí)，發(fā)生陽極電氧化和陰極電還原成對(duì)電解脫色；(6)動(dòng)力學(xué)擬合表明活性艷藍(lán)KN-R在ACF上的成對(duì)電解脫色過程遵循一級(jí)動(dòng)力學(xué)，動(dòng)力學(xué)方程可以表示為：r1=-dc/dt=K1i0.8[C0]-0.8C1，K1為活性艷藍(lán)KN-R脫色反應(yīng)表觀速率常數(shù)，其值受

5、溫度影響；i為電流密度，C0為染料起始濃度，C1為反應(yīng)進(jìn)程中染料的濃度。 對(duì)于莧菜紅來說：(1)循環(huán)伏安測(cè)試表明，莧菜紅在ACF電極上電化學(xué)行為也可以近似認(rèn)為完全不可逆；(2)不同電流密度下，莧菜紅的脫色機(jī)制主要是吸附、電還原、電氧化和成對(duì)電解；(3)0～0.2mA·cm-2時(shí)，脫色是由于染料在ACF上的吸附，極化對(duì)吸附行為影響不大；(4)0.3～0.4mA·cm-2時(shí)，脫色主要以陰極電還原和陽極吸附為主；(5)0.5～1.0