表面活性剂废水的电催化氧化及降解动力学.PDFVIP

维普资讯 第 34卷 第 3期 水处理技术 Vo1．34No．3 2008年 3 月 TECHNOLOGYOF、^fATERTREATMENT Mar．，2008 39 表面活性剂废水的电催化氧化及降解动力学 温 青，朱宁正，李凯峰，胡宝瑞 (哈尔滨工程大学，材料与化学工程学院，黑龙江 哈尔滨 15ooo1) 摘 要：采用电催化氧化法处理较低浓度的表面活性剂废水，考察 了反应时间、体系pH值、表面活性剂初始浓度、 电流密度等因素对处理效果的影响，并初步探讨了表面活性剂降解的反应动力学。结果表明，当初始pH值为7．5、 反应时间为 120min时，质量浓度为25mgL／的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠 (DBS)的去除率为97％，且DBS降解 的反应动力学模型可用幂指数方程描述，该模型计算值与试验值吻合较好，误差在7％vX内。另外，该方法耐冲击负 荷能力强、pH值适用范围广，有较好地应用前景。 ． 关键词：电催化氧化；表面活性剂废水；降解；铁掺杂钛基二氧化铅电极 中圈分类号：TQ085~,41 文献标识码：A 文章编号：1000．3770(2008)03—039．03 目前全球的表面活性剂的年使用量已超过千万 处理效果的各种因素，建立这些参数相对于DBS降 吨，但使用后 自然分解时间长，极易残留在 自然水体 解效果的动力学模型，以期为该技术的实际应用提 中，对水环境造成污染，在我国环境标准中被列为第二 供一些研究数据，实现该工艺的自动控制。 类污染物质。因此有关表面活性剂的降解愈来愈受到 1 材料与方法 人们的重视，探求适宜的处理方法是非常重要的l。。 电催化氧化法是通过电极催化氧化产生强氧化 1．1 材料和仪器 性的羟基 自由基 (·OH)，有效地降解难生化有机 试剂：十二烷基苯磺酸钠、氢氧化钠、硫酸、三氯 物，具有处理效率高、操作简便、无二次污染等优点。 甲烷、亚甲基蓝，所用试剂均为分析纯 。 阳极材料是影响该法降解有机物的效率和能耗的关 材料 ：阳极为掺杂 Fe的钛基 PbO，电极 键因素，研制综合性能好的阳极材料，是该领域研究 (Fe—PbO2／Ti)，电极采用电沉积法制备，制作过程包 的热点和重点[4】。金属氧化物 电极的出现，为有机物 括基体预处理和电沉积两个步骤 。具体制备方法参 的电催化氧化工艺提供 了一种很有希望的阳极材 见文献[6】。阴极为铜板。 料。其 中PbO2／Ti电极具有析氧 电位高、电催化活性 仪器：稳压 电源、pH计、721分光光度计 。 强、耐蚀性好等特征，已成功的应用于许多无机和有 1．2 电极结构表征和分析方法 机化合物的电解生产和环境污染控制方面 。有研究 XRD分析：采用 Y-500型X射线衍射仪分析 表 明，PbO：电极的催化活性和稳定性可 以通过在 制备电极表面涂层的晶体结构；SEM 分析：采用 PbO：涂层 中掺杂一些其它金属或非金属元素得到 S一4700型扫描电子显微镜，分析 电极的表面形貌 ； 改善[5】。为进一步提高其性能，研究了以电沉积法制 pH值：PHS一3D型精密pH计；阴离子表面活性剂： 备的多种掺杂改性PbO2／Ti电极的性能，其 中Fe元 GB7494—87亚 甲蓝分光光度法 。 素的掺杂可以较好地提高PbO2／Ti电极的催化活性 1．3 试验方法 和稳定性，降低槽 电压和处理成本[61。本文选择 目前 配制一定浓度的表面活性剂模拟废水 lOOmL； 应用最广的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(DBS)为 置于 自制的反应槽中，以Fe—PbO2／Ti为阳极，铜板为 处理