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电化学氧化法在中水回用中的应用

王翠

  污水资源化是解决当前水资源短缺的一个重要课题。电化学氧化法是近年来发展起来的一种有效处理方法,但是受电极材料的限制,电化学氧化降解有机废水的电流效率偏低,能耗偏高。本文通过对SnO_2-Sb_2O_3/Ti电极的物理性质和电化学性能进行表征,考察有机污染物的电氧化降解效果,制备出了适用于生活污水处理的高效阳极,并研究了影响电极氧化效率的一些因素。(1)采用热解氧化法将不同Sb含量的金属氧化物涂层SnO_2-Sb_2O_3氧化到钛基体表面,由涂层电阻测量和电导类型表征结果表明,SnO_2-Sb_2O_3电极涂层具有半导体的结构和性能,Sb的掺杂极大地改变了SnO_2的导电性,SnO_2的禁带宽度由原来相当于绝缘体的禁带宽度3.70eV变窄到0.2eV,达到了半导体的能带结构,使SnQ_2-Sb_2O_3涂层由绝缘体变为半导体,降低了涂层的电阻,提高了导电性能,有利于提高电流效率,降低能耗。(2)电化学氧化反应过程中阳极上主要发生有机物的氧化降解和水的分解析氧两个竞争反应。通过对氧化物修饰电极电化学性能的测试表征,以及比较各电极对代表性有机物苯酚的电氧化处理效果表明,电极的析氧电位和氧化反应传递系数β值是衡量能否有效处理有机废水的两个重要电化学性能参数。(3)在热解溫度为500~600℃,掺杂Sb含量在9~11%(摩尔比)条件下制备得到的SnO_2-Sb_2O_3/Ti电极是一种高析氧电位电极,具有良好的催化性能和导电性能。与传统石墨电极相比较,该电极对有机物降解效率高,中间体消失速度快,氧化程度高,COD去除率达90%以上。因而这一电氧化技术对降解有机污染物具有较好的发展前景。(4)对影响有机物降解效率的一些电解因素研究表明,随着电流密度的提高,COD去除率和有机污染物去除率增大,但电流效率却降低,能耗增加。原因是电极的表面积有限,使部分电子流入溶液中,做了无用功,所以,应控制电流密度在合适的范围内。电流密度控制在10~30 mA/cm~2较为合适。……   
[关键词]:电化学氧化;有机污染物;金属氧化物电极
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:河北工业大学2004年