电催化氧化降解甲基橙废水.pdf
《电催化氧化降解甲基橙废水.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电催化氧化降解甲基橙废水.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 51 卷第 9 期2023 年 5 月广 州 化 工Guangzhou Chemical IndustryVol.51 No.9May.2023环境保护电催化氧化降解甲基橙废水夏 艳1,朱晓明1,赵锦波2,尚 浩3(1 湖北科技学院非动力核技术研发中心,湖北 咸宁 437100;2 武汉船舶通信研究所,湖北 武汉 430205;3 交通运输部天津水运工程科学研究院,天津 300000)摘 要:采用电沉积法和热分解法分别制备 PbO2电极和 Pt 电极,利用 PbO2电极和 Pt 电极对甲基橙废水进行了降解处理研究。利用 PbO2电极为阳极,Cu 片为阴极,在 pH 为 5.0,电流密度为
2、40 mA/cm2,浓度为 200 mg/L,电极距离为 2.2 cm 时,COD 去除率和脱色率达到 87.4%和 99%。另外还比较了 PbO2电极和 Pt 电极作为阳极降解甲基橙废水电催化活性,结论表明PbO2电极作为阳极处理甲基橙废水的活性更高。关键词:甲基橙废水;电催化氧化;PbO2电极;COD 去除率中图分类号:O646 文献标志码:A文章编号:1001-9677(2023)09-0128-04 基金项目:湖北省教育厅科学研究计划项目(No:Q20202802);湖北科技学院博士启动基金(No:BK202005);湖北科技学院团队项目(No:H2019004)。第一作者:夏艳(19
3、87-),女,博士,研究方向为电化学处理废水。通讯作者:朱晓明(1972-),男,博士,教授,研究方向为新型化学电源及材料。Degradation of Methyl Orange Wastewater by Electrocatalytic OxidationXIA Yan1,ZHU Xiao-ming1,ZHAO Jin-bo2,SHANG Hao3(1 Non-power Nuclear Technology Collaborative Innovation Center,Hubei University of Science and Technology,Hubei Xianning
4、437100;2 Wuhan Maritime Communication Research Institution,Hubei Wuhan 430205;3 Tianjin Research Institute of Water Transport Engineering,Ministry of Transport,Tianjin 300000,China)Abstract:PbO2electrode and Pt electrode were prepared by electrodeposition and thermal decompositionrespectively,Methyl
5、 orange wastewater was degraded by PbO2electrode and Pt electrode.Using PbO2electrode as anodeand Cu sheet as cathode,when pH was 5.0,current density was 40 mA/cm2,concentration was 200 mg/L and electrodedistance was 2.2 cm,COD removal rate and decolorization rate reached 87.4%and 99%.In addition,th
6、e catalyticactivity of PbO2electrode and Pt electrode for the degradation of methyl orange wastewater was compared.The conclusionshowed that PbO2electrode was more active as an anode for the treatment of methyl orange wastewater.Key words:methyl orange wastewater;electrocatalytic oxidation;PbO2elect
7、rode;COD removal rate染料废水的主要特点是量大,色度高,成分复杂,难降解物质多,并且具有生物难降解性和致癌的危害,难以用普通的方法处理,是目前我国较难处理的工业废水之一1-3。这些化学成分复杂的染料通常排入市政下水道或地表水。残留的纺织染料容易转化成有毒的芳香胺,这些芳香胺不能被阳光降解,一旦进入环境,它们就会表现出顽固的特性。电化学技术作为一种强有力的污染控制手段,在处理印染废水中,被认为是极具吸引力的研究方法。该技术具有应用范围广、设备简单、操作方便、温度要求低、无污泥形成等优点。根据电极反应发生方式的不同,电化学技术可分为电凝聚,电气浮,电还原和电催化氧化等。电化学氧
8、化过程产生羟基自由基(OH)作为氧化剂氧化降解废水中有毒和/或生物难降解有机物4。羟基自由基(OH)可以非选择性与有机物进行反应,生成脱氢或羟基化衍生物,这些衍生物又可以完全矿化,即转化为二氧化碳、水和无机离子5-7。电催化氧化面临的主要竞争副反应就是阳极氧气的析出,因此催化电极的一个必要条件是具有较高的析氧超电势。本文作者制备了具有 Sn、Sb 中间层的 PbO2/Ti 电极(以下简称 PbO2电极)和 Pt 电极,分别对其结构特性进行表征。用所制备电极处理甲基橙模拟废水进行了研究,结果表明 PbO2电极处理甲基橙废水,COD 去除率和脱色率达到 98%和 99%。1 实 验1.1 电极的制
9、备1.1.1 SnO2氧化物涂层的制备将适量 SnCl45H2O,SbCl35H2O 和盐酸溶于无水异丙醇中配制成一定浓度的异丙醇盐酸溶液,涂刷在处理过的钛片上,于烘箱中烘干。然后放入恒温 500 马弗炉中热分解15 min,如此反复涂刷、烘干,并热分解数次,最后放入马弗炉中于 500 下恒温 1 h,则可以在钛片表面形成一层掺杂 Sb的 SnO2催化层。第 51 卷第 9 期夏艳,等:电催化氧化降解甲基橙废水129 1.1.2 PbO2电极的制备将 1.1.1 实验所制备掺杂 Sb 的 SnO2/Ti 电极作阳极,取同等面积的 Ti 片作阴极,置于含 Pb(NO3)2电解液的电解槽中,控制电
10、流密度为 40 mA/cm2,经适当的阳极电沉积后,可获得不同厚度具有 Sn、Sb 中间层的 PbO2电沉积层。1.1.3 Pt 电极的制备将 H2PtCl66H2O 溶于异丙醇中形成一定浓度的异丙醇涂层溶液,备用。将预处理好的钛片浸入到配置好的涂层溶液中,放入烘箱中下烘干,后放入恒温 500 马弗炉中热分解15 min,如此反复涂刷、烘干,并热分解数次,最后放入马弗炉中于500 下保温1 h,则可以在钛片表面形成一层 Pt 催化层。1.2 电极的表征用 XRD-6000 型粉末 X 射线衍射仪(日本岛津)分析所制电极的组成,并用 X-650 型 X 射线电子扫描显微镜(HT.TAcHI公司)
11、观测电极表面形貌。1.3 甲基橙废水的降解过程的 COD 的测定以 HH-6 型化学耗氧量测定仪(江苏电分析仪器厂)测定电解反应过程中甲基橙模拟废水 COD 值。1.4 实验装置和实验药品在自制 0.5 L 的电解槽中加入 0.5 L 200 mg/L 的甲基橙模拟废水,初始 pH 为6.0,阴极和阳极的有效面积均为(2.8 cm7.0 cm),支持电解质 Na2SO4的浓度为 0.1 mol/L,T=35 电极之间的距离为2.2 cm,电解过程中用 DF-101S 集热式恒温加热磁力搅拌器,若无特别说明,以上条件不变。2 结果与讨论2.1 PbO2电极和 Pt 电极表面形貌的 SEM图 1
12、电沉积 PbO2电极扫描电镜图(500)(a);电沉积 PbO2电极扫描电镜图(2500)(b)Fig.1 Scanning electron microscope of electrodeposited PbO2electrode(500)(a);Scanning electron microscope ofelectrodeposited PbO2electrode(2500)(b)图 2 热分解法制 Pt 电极扫描电镜图(10000)(a);热分解法制 Pt 电极扫描电镜图(40000)(b)Fig.2 Scanning electron microscope of Pt electro
13、de by thermaldecomposition method(10000)(a);Scanningelectron microscope of Pt electrode by thermaldecomposition method(40000)(b)电极的扫描电镜照片,从其形貌可看出 PbO2电极晶体完整、致密、均匀,电极扫描电镜照片,Pt 电极因采用热分解法制备工艺,其表面呈“龟裂”状,实际电解表明电极长期工作稳定。2.2 PbO2电极和 Pt 电极的 XRD图 3 PbO2电极 XRD 图(a);Pt 电极 XRD 图(b)Fig.3 XRD of PbO2electrode(a);
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电催化 氧化 降解 甲基 废水
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。