采用高过电位阳极处理废水中酚的研究_叶匀分

技术进步采用高过电位阳极处理废水中酚的研究叶匀分王志宏李承瑞复旦大学化学系(上海2X(抖33)摘要:研制了I似)高过电位阳极,并对废水中的酚进行了电化学氧化处理。采用Pl赴电极处理含酚溶液,电流效率达到团%。关键饲:废水处理有机物R试尧电极EleetorehemiealOxidationofPhenolforWasteWaterTeratmentUsingPb仇AnodeeYuYnfen肠nghZihongLICheng几21A加坛暇t:hTePI式尧拍hgehe而ealo石dadon;consequendy,ovcq刃tentiala用de15pre「旧rodandusedottreat户eolinawste、terviaelce盼it15ofundhtatitseurentemeieneyraceheduPro6()%.eK】r,叼rds:从`aste羽tertreamtenr:Or罗nieeom卯unds;1似飞anode1前言随着工业的发展,环境的防治间题日益引起人们的重视。目前,生物降解法是国内外处理废水中有机物质的主要方法。但是,有不少人工合成的有机物质不太容易被生物降解或对微生物有毒害作用、因此,现在国外常将这些有机物质局部氧化,使之成为易被生物降解的物质。这种对废水的预处理被认为是一种行之有效的方法,可提高曝气池处理废水的能力。不少学者曾对电化学氧化用于处理废水做过广泛的研究认=.1。它的主要缺点是电流效率不高。近几年来,对高过电位阳极,如1劝只)、nSQ的研究有了很大进展,可大大提高电化学氧化的电流效率。wen口’应用hPQ阳极电解处理低浓度的含氯溶液,其效果优于石墨电极。hcang等人川应用Pb公阳极处理垃圾堆泄出的污水,能有效地破坏微生物难以降解的有机物。因此,电化学氧化可能成为一种有实用价值的处理方法。本课题组研究了高过电位Pl吠玉电极的制备及其性质。以酚为典型有机物进行电化学氧化,研究了酸度、电流密度及氯离子浓度对电解的影响。材料有石墨、贵金属和非贵金属的氧化物。石墨电极易腐蚀,贵金属价格昂贵,而非贵金属的氧化物化学稳定性好、价格便宜,比较实用。我们选择导电性能比较好的Pl赴作为电解的阳极材料(涂层);选择钦和不锈钢作为电极的基体,电极的涂层与基体之间必须粘附力好,且无明显的欧姆电位降。我们采用电化学方法将多孔性P日逐沉积在清洁的钦和不锈钢上。电镀液的配方为伪(N岛):·3佳O蝇/L和少量添加剂(十二烷基硫酸钠)。电镀时以铜片为阴极,电流密度、温度和酸度分别控制在3伪11A/c时、65℃和pH二3。在钦和不锈钢基体上可以得到表面平整而多孔的Pl只尧涂层,厚度约0.1~。2电极制备电解的效果与电极材料密切有关、一般常用的阳极第一作者:叶匀分1984年华东理工大学化学工程专业毕业事化工工艺和电化学理论研究工作3电极的物理性质由电化学方法制备以不锈钢为基体的1〕l试尧电极(以利以尧几s表示)时,所加的电压不高,约ZV左右,说明涂层与基体之间无明显的欧姆电位降。而在完全相同的条件下制备以钦为基体的1理试尧电极(以PI赴/下表示)时,所加电压远高于R减玉/s电极,说明I,1诫飞/乃电极的PI试玉涂层与基体间存在着明显的欧姆电位降,在电流密度为叨仇气/c耐时,此欧姆电位降高达3一3.V6,即层间的接触电阻为10一12帕/c时。在钦的表面先镀一层金(约O.6lm)再电沉积Pl赴,这样的电极(以侧区尧/Au/iT表l男4年于复旦大学获硕士学位现为复旦大学化学系副教授从1卿年第1期止病代么DOI:10.16759/j.cnki.issn.1004-017x.1999.11.012技术进步示)就无明显的欧姆电位降,接触电阻基本消除。涂层与基体之间的粘附力,P以玉/55、Pl心/Au/iT也明显好于1准汇魁/下。随着电沉积条件的不同,所得的R心可以是斜方晶体(a)或四方晶体(闭。我们应用X射线粉末衍射法(iR多kuD/hDxL一nA型,Cu凡)对涂层进行物相分析,由所得数据(见表l)可知主要是尽一P日压。表1电化学沉积的几仇的x射线粉末衍射傲据相对强度址!指数Q一1决喊飞日一1气喊飞100101,且,且气`2821310245725428.532.036.249.1当酚的浓度为1戊肠嗯/L时,析氧电位约增大l义腼V,这可能与酚在电极表面的吸附有关。如果酚是吸附在P加压电极上,则在电解时此吸附态酚很可能在析氧之前就被氧化。我们在1.V4/叹犯以下进行慢扫描,观察到在析氧前此吸附态酚的氧化峰(图2)。此吸附态酚在电极上直接被氧化的电流很小,故在一般的伏安曲线上观察不到它被氧化的信息。由图2可知,吸附在P以)电极上的酚确实是在析氧之前被氧化了。R试玉A/u汀i电极的阳极电流大于P日压/s电极,说明此阳极电流的大小与电极表面的物理