双极Electro-Fenton法降解水中苯酚的研究.pdfVIP

维普资讯 第3l卷 第 5期 水处理技术 Vo1．3lNO．5 2005年 5 月 TECHNOIoGYOFWA11三RTREATMENT May．，2005 23 双极Electro．Fenton法降解水中苯酚的研究 王韵芳，樊彩梅，梁镇海，孙彦平 (太原理工大学 洁净化工研究所，山西 太原 030024) 摘 要：设计了一种双极电化学芬顿方~(BipolarElectro．Fenton；BEF)并对水中的苯酚进行了降解研究。采用 热压法制备了多孔气体扩散碳 电极。在无分隔槽反应装置中，以多孔气体扩散碳电极为阴极将氧气还原产生 过氧化氢，铁板作阳极产生Fe，直接利用两电极产物发生芬6Ji(Fenton)~．应对苯酚进行降解。TOC、COD的检 测结果表明，BEF法中所采用的气体扩散 电极对苯酚的降解程度较通常废水处理中以石墨为阴极的电芬 (Electro．Fenton；EF)更为彻底：而且 BEF法对苯酚的降解速率比传统芬顿法更快。 关t词：气体扩散 电极；电化学芬顿法；苯酚；降解 中圈分类号：X703．1 文献标识码：A 文章缩号l1000-3700(2005)05—0015—04 电化学高级氧化技术(AOP)是近年来发展起来 1．1 药品、试剂及仪器 的新型水处理技术”【。其中，Fenton氧化法因其强的 实验用石墨、乙炔黑、活性炭、乙醇等药品均为 氧化能力，对水中难降解有机物的处理效果较好列【。 分析纯。实验用水为蒸馏水。恒电位仪(MODEL363) 为了能在溶液中直接产生芬顿试剂，电化学氧化法 用于控制实验的电流；721型分光光度计(上海第三 (EF1便应运而生。目前采用的EF法对水中有机物的 分析仪器厂)用于检测溶液中苯酚浓度；HH．5化学 降解分为两种：一种是阴极EF氧化法f4】，该法通常 耗氧量测定仪(江苏电分析仪器厂)用于检测反应液 使用石墨、玻璃炭棒为阴极将氧还原为HO，然后外 的COD浓度；multiN／C3000型总碳分析仪 (德国) 加Fe2+发生芬顿反应。但这些电极的几何面积小， 用于检测溶液中总有机碳(TOC)的含量。 而且电流效率低，限制了H2o 的生成量5【】；另一种为 1．2 气体扩散电极的制备 牺牲阳极 ，即以阳极铁板被氧化产生Fe，与外 用砂皮擦去钛网表面的锈物后浸于丙酮溶液中 加的H2o发生芬顿反应。但该过程需投加H2o。因 进行脱脂，取出后放入90℃的 l0％草酸 内浸没2h， 此研究一种既能提高过程的电流效率又能原位 自动 然后放入005mol／L的HSO 中漂除草酸，将钛网 产生H2o和Fe2+的双极电化学芬顿体系是有意义 再用蒸馏水冲洗干净待用。 的。 将质量比为一定的乙炔黑、活性炭、石墨用适量 本文拟采用混合碳材料制备一种气体扩散 电 的乙醇分散，然后放置于超声波振荡器中震荡 lh， 极，利用其中碳黑突出的吸附性能和 良好的导电性， 在反复搅拌下加入一定量的聚四氟乙烯 (PTFE) 在近中性溶液中将氧还原为H20 【0】。为了能同时原 (60％)乳液，在 IO0C下加热使酒精挥发得膏状物。 位产生Fe抖，选择铁板为阳极。在恒 电流的条件下， 将其涂覆于已处理好的钛网上，置于压膜机上，在 无分隔槽中的阴、阳两极发生等当量的电化学反应， 180℃、100公斤压力下压2h即可制得多孔气体扩 两电极产物H2o与Fe直接发生芬顿效应，无需另 散碳电极。 外添加任何试剂。该方法可称之为双极电化学芬顿 1．3 研究方法 法简称BEF法。 实验均在石英玻璃管反应装置中进行。其中所