形穩(wěn)陽極Ti/IrO 2 -Ta 2 O 5 電Fenton法催化降解含酚廢水
發(fā)布時間：2021-11-25 15:53
針對電芬頓（Fenton）降解含酚廢水時,鐵陽極Fe易溶解從而影響降解效率的問題,采用形穩(wěn)陽極Ti/IrO2-Ta2O5進(jìn)行電Fenton降解含酚廢水的研究。采用高效液相去譜法推測了Ti/IrO2-Ta2O5陽極和Fe陽極電Fenton降解苯酚的中間產(chǎn)物和降解過程。結(jié)果表明,FeSO4·7H2O投加量0.1 g·L-1,H2O2投加量2.94 mmol·L-1,初始pH值3.5,電壓5.0 V,降解時間2 min,苯酚和化學(xué)需氧量（COD）去除率分別達(dá)94.14%和40.74%。在相同初始pH值、電壓和降解時間下,使用鐵陽極,苯酚和COD的去除率分別為40.74%和26.41%。相比Fe陽極電Fenton過程,Ti/IrO2-Ta2O5陽極電Fenton過程降解...
【文章來源】：含能材料. 2017,25(10)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
FeSO4·7H2O投加量對廢水降解效果的影響
高璟，閆俊娟，劉有智，郭志遠(yuǎn)，管張斌酚廢水，研究當(dāng)電解電壓為5V、反應(yīng)時間為2min、pH值為3．5，F(xiàn)eSO4·7H2O投加量為0．1g·L－1時，H2O2投加量對廢水降解效果的影響。同時與相同條件下不投加FeSO4·7H2O時的Fe陽極對廢水降解效果進(jìn)行對比，結(jié)果如圖3所示。圖3H2O2投加量對廢水降解效果的影響Fig．3EffectofdosageofH2O2onthedegradationefficiencyofwastewater由圖3可知，無論使用Ti/IrO2-Ta2O5陽極還是Fe陽極，當(dāng)H2O2的投加量增加時，苯酚和COD的去除率均隨之先增大后趨于平緩。這是因為當(dāng)H2O2的投加量較低時，·OH的生成量較少;當(dāng)H2O2的投加量增加時，產(chǎn)生的·OH的量隨之增加，對苯酚和中間產(chǎn)物的去除率隨之增加。因此，苯酚和COD的去除率也隨之增加;但當(dāng)H2O2投加量過高時，產(chǎn)生大量·OH的同時，大量的Fe2+被氧化成為Fe3+，此時Fe2+的含量減少，則氧化態(tài)物質(zhì)(主要是·OH和Fe3+)和還原態(tài)物質(zhì)(主要是Fe2+)的比值增大。由能斯特方程［9］可知，此比值的增大會導(dǎo)致氧化還原電位值的增大，能耗升高。同時過量的H2O2也會作為·OH的捕捉劑從而造成新生成的·OH淬滅，見式(6)。隨著反應(yīng)不斷進(jìn)行，反應(yīng)逐漸達(dá)到動態(tài)平衡。因此，苯酚和COD的去除率不再增加，而是趨于不變。·OH+H2O2→H2O+HO2·(6)但在相同的H2O2的投加量時，使用Ti/IrO2-Ta2O5作陽極相比Fe作陽極可獲得較高的苯酚和COD去除率。如當(dāng)H2O2的投加量為2．94mmol·L－1時，使用Ti/IrO2-Ta2O5作陽極時的苯酚和COD去除率分別為94．1%和40．7%，比使用Fe作陽極時的35．6%和20．8%分
l·L－1時，苯酚和COD的去除率較高且增大變緩。因此，適宜的H2O2投加量為2．94mmol·L－1。3．3pH值對廢水降解效果的影響當(dāng)含酚廢水濃度100mg·L－1、電解電壓為5V、反應(yīng)時間為2min，Ti/IrO2-Ta2O5作陽極電Fenton反應(yīng)時，H2O2投加量為2．94mmol·L－1、FeSO4·7H2O投加量為0．1g·L－1，F(xiàn)e電極作陽極時的H2O2投加量為7．84mmol·L－1時，考察Ti/IrO2-Ta2O5陽極和Fe陽極電Fenton降解廢水過程中，初始pH值對廢水降解效果的影響，結(jié)果如圖4所示。圖4初始pH值對廢水降解效果的影響Fig．4EffectofinitialpHonthedegradationefficiencyofwastewater由圖4可知，無論使用Ti/IrO2-Ta2O5作陽極還是Fe作陽極，酸性條件下的廢水處理效果較好。這是因為酸性條件下有利于電Fenton反應(yīng)進(jìn)行并生成H2O2和·OH，從而有利于有機(jī)物的降解，如式(7)和(8)所示［19－20］;但pH值過小時，F(xiàn)e2+難以再生，F(xiàn)enton鏈反應(yīng)受到影響，見式(9)［20］，·OH的生成量減少，導(dǎo)致苯酚和COD的去除率較低。當(dāng)使用Ti/IrO2-Ta2O5作陽極，pH值為3．5時，苯酚和COD的去除率較高，分別為94．14%和40．74%。因此，適宜的pH值為3．5。當(dāng)使用Fe作陽極，pH值為2時，苯酚和COD的去除率較高，分別為85．04%和39．78%。由此可知，Ti/IrO2-Ta2O5作陽極對苯酚和COD的去除率相比Fe作陽極分別提高10．71%和2．41%，并且H2O2投加量僅為Fe陽極的3/8，所需的pH值較高，調(diào)節(jié)pH值所耗酸性試劑較少，并且無868ChineseJournalofEnergeticMaterials，Vol．25，No．10，2017(866－872)含能材料www．energetic-materials．org．cn
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超重力-電催化耦合法降解含酚廢水[J]. 劉引娣,劉有智,高璟,李皓月. 化工進(jìn)展. 2015(07)
[2]多孔載體負(fù)載型Fenton催化劑降解酚類污染物的研究進(jìn)展[J]. 徐小妹,潘順龍,李健生,孫秀云,沈錦優(yōu),韓衛(wèi)清,王連軍. 化工進(jìn)展. 2014(06)
[3]Treatment of Phenol Wastewater Using High Gravity Electrochemical Reactor with Multi-concentric Cylindrical Electrodes[J]. Gao Jing1,2; Liu Youzhi2; Chang Lingfei2 (1. College of Chemistry and Chemical Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024; 2. Research Center of Shanxi Province for High Gravity Chemical Engineering and Technology, North University of China, Taiyuan 030051). China Petroleum Processing & Petrochemical Technology. 2012(02)
[4]燒結(jié)溫度對Ti/IrO2-Ta2O5納米氧化物陽極微觀結(jié)構(gòu)和電催化性能的影響（英文）[J]. 辛永磊,許立坤,王均濤,李相波. 稀有金屬材料與工程. 2010(11)
碩士論文
[1]EF法降解苯酚及中間產(chǎn)物的高效液相色譜分析[D]. 馬旭莉.太原理工大學(xué) 2003
本文編號：3518460
【文章來源】：含能材料. 2017,25(10)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
FeSO4·7H2O投加量對廢水降解效果的影響
高璟，閆俊娟，劉有智，郭志遠(yuǎn)，管張斌酚廢水，研究當(dāng)電解電壓為5V、反應(yīng)時間為2min、pH值為3．5，F(xiàn)eSO4·7H2O投加量為0．1g·L－1時，H2O2投加量對廢水降解效果的影響。同時與相同條件下不投加FeSO4·7H2O時的Fe陽極對廢水降解效果進(jìn)行對比，結(jié)果如圖3所示。圖3H2O2投加量對廢水降解效果的影響Fig．3EffectofdosageofH2O2onthedegradationefficiencyofwastewater由圖3可知，無論使用Ti/IrO2-Ta2O5陽極還是Fe陽極，當(dāng)H2O2的投加量增加時，苯酚和COD的去除率均隨之先增大后趨于平緩。這是因為當(dāng)H2O2的投加量較低時，·OH的生成量較少;當(dāng)H2O2的投加量增加時，產(chǎn)生的·OH的量隨之增加，對苯酚和中間產(chǎn)物的去除率隨之增加。因此，苯酚和COD的去除率也隨之增加;但當(dāng)H2O2投加量過高時，產(chǎn)生大量·OH的同時，大量的Fe2+被氧化成為Fe3+，此時Fe2+的含量減少，則氧化態(tài)物質(zhì)(主要是·OH和Fe3+)和還原態(tài)物質(zhì)(主要是Fe2+)的比值增大。由能斯特方程［9］可知，此比值的增大會導(dǎo)致氧化還原電位值的增大，能耗升高。同時過量的H2O2也會作為·OH的捕捉劑從而造成新生成的·OH淬滅，見式(6)。隨著反應(yīng)不斷進(jìn)行，反應(yīng)逐漸達(dá)到動態(tài)平衡。因此，苯酚和COD的去除率不再增加，而是趨于不變。·OH+H2O2→H2O+HO2·(6)但在相同的H2O2的投加量時，使用Ti/IrO2-Ta2O5作陽極相比Fe作陽極可獲得較高的苯酚和COD去除率。如當(dāng)H2O2的投加量為2．94mmol·L－1時，使用Ti/IrO2-Ta2O5作陽極時的苯酚和COD去除率分別為94．1%和40．7%，比使用Fe作陽極時的35．6%和20．8%分
l·L－1時，苯酚和COD的去除率較高且增大變緩。因此，適宜的H2O2投加量為2．94mmol·L－1。3．3pH值對廢水降解效果的影響當(dāng)含酚廢水濃度100mg·L－1、電解電壓為5V、反應(yīng)時間為2min，Ti/IrO2-Ta2O5作陽極電Fenton反應(yīng)時，H2O2投加量為2．94mmol·L－1、FeSO4·7H2O投加量為0．1g·L－1，F(xiàn)e電極作陽極時的H2O2投加量為7．84mmol·L－1時，考察Ti/IrO2-Ta2O5陽極和Fe陽極電Fenton降解廢水過程中，初始pH值對廢水降解效果的影響，結(jié)果如圖4所示。圖4初始pH值對廢水降解效果的影響Fig．4EffectofinitialpHonthedegradationefficiencyofwastewater由圖4可知，無論使用Ti/IrO2-Ta2O5作陽極還是Fe作陽極，酸性條件下的廢水處理效果較好。這是因為酸性條件下有利于電Fenton反應(yīng)進(jìn)行并生成H2O2和·OH，從而有利于有機(jī)物的降解，如式(7)和(8)所示［19－20］;但pH值過小時，F(xiàn)e2+難以再生，F(xiàn)enton鏈反應(yīng)受到影響，見式(9)［20］，·OH的生成量減少，導(dǎo)致苯酚和COD的去除率較低。當(dāng)使用Ti/IrO2-Ta2O5作陽極，pH值為3．5時，苯酚和COD的去除率較高，分別為94．14%和40．74%。因此，適宜的pH值為3．5。當(dāng)使用Fe作陽極，pH值為2時，苯酚和COD的去除率較高，分別為85．04%和39．78%。由此可知，Ti/IrO2-Ta2O5作陽極對苯酚和COD的去除率相比Fe作陽極分別提高10．71%和2．41%，并且H2O2投加量僅為Fe陽極的3/8，所需的pH值較高，調(diào)節(jié)pH值所耗酸性試劑較少，并且無868ChineseJournalofEnergeticMaterials，Vol．25，No．10，2017(866－872)含能材料www．energetic-materials．org．cn
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超重力-電催化耦合法降解含酚廢水[J]. 劉引娣,劉有智,高璟,李皓月. 化工進(jìn)展. 2015(07)
[2]多孔載體負(fù)載型Fenton催化劑降解酚類污染物的研究進(jìn)展[J]. 徐小妹,潘順龍,李健生,孫秀云,沈錦優(yōu),韓衛(wèi)清,王連軍. 化工進(jìn)展. 2014(06)
[3]Treatment of Phenol Wastewater Using High Gravity Electrochemical Reactor with Multi-concentric Cylindrical Electrodes[J]. Gao Jing1,2; Liu Youzhi2; Chang Lingfei2 (1. College of Chemistry and Chemical Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024; 2. Research Center of Shanxi Province for High Gravity Chemical Engineering and Technology, North University of China, Taiyuan 030051). China Petroleum Processing & Petrochemical Technology. 2012(02)
[4]燒結(jié)溫度對Ti/IrO2-Ta2O5納米氧化物陽極微觀結(jié)構(gòu)和電催化性能的影響（英文）[J]. 辛永磊,許立坤,王均濤,李相波. 稀有金屬材料與工程. 2010(11)
碩士論文
[1]EF法降解苯酚及中間產(chǎn)物的高效液相色譜分析[D]. 馬旭莉.太原理工大學(xué) 2003
本文編號：3518460
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