羟基自由基在电催化氧化体系中的形成规律及其在废水处理中的应用研究

发布时间：2020-05-17 11:20

【摘要】： 本文通过高效液相色谱仪和荧光检测器测定了水杨酸的羟基化产物,从而间接测定了羟基自由基的瞬时浓度。并将此方法应用于电催化氧化体系之中,使反应过程中羟基自由基的瞬时浓度得到直接表征,从而为优化羟基自由基的产生和反应条件,深入研究羟基自由基的产生来源和在电化学氧化中的主导地位,以及在自由基反应的抑制因素和有机物的自由基反应机理等方面的研究提供了切实可行的方法和依据。通过研究发现,在以高频交流电源作为电解电源,以两个自制钛基二氧化铅电极作为工作电极的电催化氧化体系中,在相同的输出电功条件下,羟基自由基的瞬时浓度比在同时刻的直流电源电解体系中提高了一个数量级,且随着输出频率的增加,羟基自由基浓度不断增加。将此电催化氧化体系应用于实际苯酚废水的降解结果显示,COD去除率达到95%以上,且对高浓度有机废水处理的成本较低。本文还考察了直流电源电解条件下pH、电流密度、电解质浓度、阴极材料、苯酚初始浓度等因素和高频交流电源条件下pH、输出频率,碳酸钠抑制等因素对于降解苯酚溶液的影响,并通过电化学氧化指数、电流效率等计算和动力学分析对降解条件进行优化,得出高pH(≥11),高输出频率523Hz和低碳酸根浓度等条件下降解效果最好的结论。
【图文】：

32图 1-1 在活性电极（反应 a,b,c,d）和非活性电极（反应 a,e,f）表面的电化学氧化有机物机理示意图（引自 CarlosAlberto）时（1.23Vvs.SHE），形成高价氧化物 MO：M(HO ) → MO + H++ e-(2)对于活性电极，氧化还原对 MO/M 在有机物氧化过程中作为中间体出现（式 3），这一反应与析氧副反应相竞争，析氧反应主要是通过高价氧化物 MO 的分解（式 4）。MO + R → M + RO (3)MO → M + 1/2O2(4)经历氧化还原对 MO/M 的反应会比羟基自由基的反应更加具有选择性，IrO2是活性阳极的一个例子。

图 2-1 电催化氧化体系装置图1.pH 计；2.磁力搅拌器；3.Ti/PbO2电极；4.交流电源/直流.4 实验方法.4.1 电极的制备.电极的预处理：将 5.0cm×3.5cm×0.1cm 纯钛（>99.9%）械抛光后，，在沸腾的 20%硫酸溶液中浸泡一段时间除去然后用超声波清洗器在丙酮中清洗，用蒸馏水洗净后，10%草酸溶液中蚀刻 2 h，使之成为具有均匀麻面的钛基酮清洗后保存于 1%草酸溶液中待用。.热形成中间层的制备：将一定量的乙二醇与柠檬酸反应制柠檬酸酯的醇溶液，然后在该溶液中加入一定摩
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：X703

【引证文献】

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本文编号：2668460