形稳阳极Ti/IrO 2 -Ta 2 O 5 电Fenton法催化降解含酚废水
发布时间：2021-11-25 15:53
针对电芬顿（Fenton）降解含酚废水时,铁阳极Fe易溶解从而影响降解效率的问题,采用形稳阳极Ti/IrO2-Ta2O5进行电Fenton降解含酚废水的研究。采用高效液相去谱法推测了Ti/IrO2-Ta2O5阳极和Fe阳极电Fenton降解苯酚的中间产物和降解过程。结果表明,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,电压5.0 V,降解时间2 min,苯酚和化学需氧量（COD）去除率分别达94.14%和40.74%。在相同初始pH值、电压和降解时间下,使用铁阳极,苯酚和COD的去除率分别为40.74%和26.41%。相比Fe阳极电Fenton过程,Ti/IrO2-Ta2O5阳极电Fenton过程降解...
【文章来源】：含能材料. 2017,25(10)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
FeSO4·7H2O投加量对废水降解效果的影响
高璟，闫俊娟，刘有智，郭志远，管张斌酚废水，研究当电解电压为5V、反应时间为2min、pH值为3．5，FeSO4·7H2O投加量为0．1g·L－1时，H2O2投加量对废水降解效果的影响。同时与相同条件下不投加FeSO4·7H2O时的Fe阳极对废水降解效果进行对比，结果如图3所示。图3H2O2投加量对废水降解效果的影响Fig．3EffectofdosageofH2O2onthedegradationefficiencyofwastewater由图3可知，无论使用Ti/IrO2-Ta2O5阳极还是Fe阳极，当H2O2的投加量增加时，苯酚和COD的去除率均随之先增大后趋于平缓。这是因为当H2O2的投加量较低时，·OH的生成量较少;当H2O2的投加量增加时，产生的·OH的量随之增加，对苯酚和中间产物的去除率随之增加。因此，苯酚和COD的去除率也随之增加;但当H2O2投加量过高时，产生大量·OH的同时，大量的Fe2+被氧化成为Fe3+，此时Fe2+的含量减少，则氧化态物质(主要是·OH和Fe3+)和还原态物质(主要是Fe2+)的比值增大。由能斯特方程［9］可知，此比值的增大会导致氧化还原电位值的增大，能耗升高。同时过量的H2O2也会作为·OH的捕捉剂从而造成新生成的·OH淬灭，见式(6)。随着反应不断进行，反应逐渐达到动态平衡。因此，苯酚和COD的去除率不再增加，而是趋于不变。·OH+H2O2→H2O+HO2·(6)但在相同的H2O2的投加量时，使用Ti/IrO2-Ta2O5作阳极相比Fe作阳极可获得较高的苯酚和COD去除率。如当H2O2的投加量为2．94mmol·L－1时，使用Ti/IrO2-Ta2O5作阳极时的苯酚和COD去除率分别为94．1%和40．7%，比使用Fe作阳极时的35．6%和20．8%分
l·L－1时，苯酚和COD的去除率较高且增大变缓。因此，适宜的H2O2投加量为2．94mmol·L－1。3．3pH值对废水降解效果的影响当含酚废水浓度100mg·L－1、电解电压为5V、反应时间为2min，Ti/IrO2-Ta2O5作阳极电Fenton反应时，H2O2投加量为2．94mmol·L－1、FeSO4·7H2O投加量为0．1g·L－1，Fe电极作阳极时的H2O2投加量为7．84mmol·L－1时，考察Ti/IrO2-Ta2O5阳极和Fe阳极电Fenton降解废水过程中，初始pH值对废水降解效果的影响，结果如图4所示。图4初始pH值对废水降解效果的影响Fig．4EffectofinitialpHonthedegradationefficiencyofwastewater由图4可知，无论使用Ti/IrO2-Ta2O5作阳极还是Fe作阳极，酸性条件下的废水处理效果较好。这是因为酸性条件下有利于电Fenton反应进行并生成H2O2和·OH，从而有利于有机物的降解，如式(7)和(8)所示［19－20］;但pH值过小时，Fe2+难以再生，Fenton链反应受到影响，见式(9)［20］，·OH的生成量减少，导致苯酚和COD的去除率较低。当使用Ti/IrO2-Ta2O5作阳极，pH值为3．5时，苯酚和COD的去除率较高，分别为94．14%和40．74%。因此，适宜的pH值为3．5。当使用Fe作阳极，pH值为2时，苯酚和COD的去除率较高，分别为85．04%和39．78%。由此可知，Ti/IrO2-Ta2O5作阳极对苯酚和COD的去除率相比Fe作阳极分别提高10．71%和2．41%，并且H2O2投加量仅为Fe阳极的3/8，所需的pH值较高，调节pH值所耗酸性试剂较少，并且无868ChineseJournalofEnergeticMaterials，Vol．25，No．10，2017(866－872)含能材料www．energetic-materials．org．cn
【参考文献】：
期刊论文
[1]超重力-电催化耦合法降解含酚废水[J]. 刘引娣,刘有智,高璟,李皓月. 化工进展. 2015(07)
[2]多孔载体负载型Fenton催化剂降解酚类污染物的研究进展[J]. 徐小妹,潘顺龙,李健生,孙秀云,沈锦优,韩卫清,王连军. 化工进展. 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]烧结温度对Ti/IrO2-Ta2O5纳米氧化物阳极微观结构和电催化性能的影响（英文）[J]. 辛永磊,许立坤,王均涛,李相波. 稀有金属材料与工程. 2010(11)
硕士论文
[1]EF法降解苯酚及中间产物的高效液相色谱分析[D]. 马旭莉.太原理工大学 2003
本文编号：3518460
【文章来源】：含能材料. 2017,25(10)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
FeSO4·7H2O投加量对废水降解效果的影响
高璟，闫俊娟，刘有智，郭志远，管张斌酚废水，研究当电解电压为5V、反应时间为2min、pH值为3．5，FeSO4·7H2O投加量为0．1g·L－1时，H2O2投加量对废水降解效果的影响。同时与相同条件下不投加FeSO4·7H2O时的Fe阳极对废水降解效果进行对比，结果如图3所示。图3H2O2投加量对废水降解效果的影响Fig．3EffectofdosageofH2O2onthedegradationefficiencyofwastewater由图3可知，无论使用Ti/IrO2-Ta2O5阳极还是Fe阳极，当H2O2的投加量增加时，苯酚和COD的去除率均随之先增大后趋于平缓。这是因为当H2O2的投加量较低时，·OH的生成量较少;当H2O2的投加量增加时，产生的·OH的量随之增加，对苯酚和中间产物的去除率随之增加。因此，苯酚和COD的去除率也随之增加;但当H2O2投加量过高时，产生大量·OH的同时，大量的Fe2+被氧化成为Fe3+，此时Fe2+的含量减少，则氧化态物质(主要是·OH和Fe3+)和还原态物质(主要是Fe2+)的比值增大。由能斯特方程［9］可知，此比值的增大会导致氧化还原电位值的增大，能耗升高。同时过量的H2O2也会作为·OH的捕捉剂从而造成新生成的·OH淬灭，见式(6)。随着反应不断进行，反应逐渐达到动态平衡。因此，苯酚和COD的去除率不再增加，而是趋于不变。·OH+H2O2→H2O+HO2·(6)但在相同的H2O2的投加量时，使用Ti/IrO2-Ta2O5作阳极相比Fe作阳极可获得较高的苯酚和COD去除率。如当H2O2的投加量为2．94mmol·L－1时，使用Ti/IrO2-Ta2O5作阳极时的苯酚和COD去除率分别为94．1%和40．7%，比使用Fe作阳极时的35．6%和20．8%分
l·L－1时，苯酚和COD的去除率较高且增大变缓。因此，适宜的H2O2投加量为2．94mmol·L－1。3．3pH值对废水降解效果的影响当含酚废水浓度100mg·L－1、电解电压为5V、反应时间为2min，Ti/IrO2-Ta2O5作阳极电Fenton反应时，H2O2投加量为2．94mmol·L－1、FeSO4·7H2O投加量为0．1g·L－1，Fe电极作阳极时的H2O2投加量为7．84mmol·L－1时，考察Ti/IrO2-Ta2O5阳极和Fe阳极电Fenton降解废水过程中，初始pH值对废水降解效果的影响，结果如图4所示。图4初始pH值对废水降解效果的影响Fig．4EffectofinitialpHonthedegradationefficiencyofwastewater由图4可知，无论使用Ti/IrO2-Ta2O5作阳极还是Fe作阳极，酸性条件下的废水处理效果较好。这是因为酸性条件下有利于电Fenton反应进行并生成H2O2和·OH，从而有利于有机物的降解，如式(7)和(8)所示［19－20］;但pH值过小时，Fe2+难以再生，Fenton链反应受到影响，见式(9)［20］，·OH的生成量减少，导致苯酚和COD的去除率较低。当使用Ti/IrO2-Ta2O5作阳极，pH值为3．5时，苯酚和COD的去除率较高，分别为94．14%和40．74%。因此，适宜的pH值为3．5。当使用Fe作阳极，pH值为2时，苯酚和COD的去除率较高，分别为85．04%和39．78%。由此可知，Ti/IrO2-Ta2O5作阳极对苯酚和COD的去除率相比Fe作阳极分别提高10．71%和2．41%，并且H2O2投加量仅为Fe阳极的3/8，所需的pH值较高，调节pH值所耗酸性试剂较少，并且无868ChineseJournalofEnergeticMaterials，Vol．25，No．10，2017(866－872)含能材料www．energetic-materials．org．cn
【参考文献】：
期刊论文
[1]超重力-电催化耦合法降解含酚废水[J]. 刘引娣,刘有智,高璟,李皓月. 化工进展. 2015(07)
[2]多孔载体负载型Fenton催化剂降解酚类污染物的研究进展[J]. 徐小妹,潘顺龙,李健生,孙秀云,沈锦优,韩卫清,王连军. 化工进展. 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]烧结温度对Ti/IrO2-Ta2O5纳米氧化物阳极微观结构和电催化性能的影响（英文）[J]. 辛永磊,许立坤,王均涛,李相波. 稀有金属材料与工程. 2010(11)
硕士论文
[1]EF法降解苯酚及中间产物的高效液相色谱分析[D]. 马旭莉.太原理工大学 2003
本文编号：3518460
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