电芬顿水处理技术最新研究进展

电芬顿水处理技术最新研究进展182NORTHERNENVIRONMENT北方环境第23卷第11期2011年11月前言电芬顿法(EF)是以电化学法产生的Fe2+和（或）H2O2作为芬顿试剂的持续来源，降解污染物的一种处理技术。其优点是：自动产生芬顿试剂的机制较完善，致使有机物降解的因素较多，除·OH的氧化作用外，还有阳极氧化、电吸附等。此法以设备简易、降解能力强、电耗低而被广泛研究。1作用原理芬顿反应由Fe2+和H2O2之间的链式反应催化生成·OH，其中Fe2+主要是作为反应的催化剂，而H2O2通过反应产生的·OH则起到氧化作用。基本作用原理如下：H2O2+Fe2++H+→Fe3+·OH+H2O在EF法中，通过还原溶解氧获得H2O2，如式所示，而生成的H2O2再与Fe2+发生Fenton反应，产生·OH，Fe2+可由外部投加或通过阳极氧化获得。O2+2H+2e-→H2O2Fe3++e-→Fe2+2电芬顿技术在水处理中的研究进展目前EF法研究的主要进展包括：对电极材料的研制；协同氧化技术；电解池结构开发；催化剂的研究。2.1电极材料电极材料的研究一直都是电化学氧化的热点。阳极材料研究集中在对Pt和涂布硼砂的金刚碳（BDD）以及其他具有高析氧电位的惰性材料为主。而阴极材料主要发生两电子还原反应，目前研究较多的有：多孔石墨、碳-PTFE、活性炭纤维(ACF)等。通过在纯Ti网经电镀形成一层多孔结构的TiO2膜后将其作为阳极，与网状波碳阴极构成了EF反应系统对污染物具有很好的去除效果。在pH值3.0条件下用Pt和BDD氧化水杨酸，其中Pt的(OH)-O-反应中心不如BDD的降解污染物能力强。有研究实验表明：降解效率依次是Pt/碳接触电极>BDD/碳接触电极>Pt/氧扩散电极>BDD/氧扩散电极。在阴电极研究方面，石墨、石墨-PTFE电极由于其较强的吸附催化性能而得到广泛应用。ACF同样作为一种具有较高吸附性能的碳类电极材料。比石墨电极具有更大比表面积，能产生更高浓度的H2O2。此外，聚吡咯导电聚合物电极，在中性pH条件下能提高H2O2的生成量。一种新颖的以脱乙酰壳多糖络合铁为催化剂的夹层电极，也具有较好的稳定性和催化性，并且能够重复利用。此外，纳米材料电极在EF系统中也有应用。2.2EF协同氧化技术目前，利用电和光协同反应具有较好前景。在普通Fenton法的基础上，通过外加电