Ti/Ti_(4)O_(7)电极电化学氧化焦化废水中有机物

EAOP(电化学高级氧化)作为一种前景广阔的技术,广泛应用于工业水处理领域,其中阳极材料是EAOP的核心。采用等离子喷涂法制备多孔Ti/Ti_(4)O_(7)电极,对其性能进行结构表征和电化学测试。考察电流密度、通量、电解质种类对处理效果的影响,并对电化学氧化过程及污染物氧化机理进行分析。在最佳实验条件电流密度为15 mA/cm^(2)、通量为400 L/(m^(2)·h)下,选择0.1 mol/L Na_(2)SO_(4)为支持电解质,废水中COD(化学需氧量)的去除率为75.3%,去除1 kg COD的能耗为110.14 kW·h,能够有效去除水中PAHs(多环芳烃)。因此,制备的Ti/Ti_(4)O_(7)电极在电化学氧化实际废水中有机物的工程实践方面具备很强的应用前景。

改性Ti_(4)O_(7)阳极对氯霉素的高效电氧化降解

针对传统电化学氧化中阳极是污染物催化氧化的核心,寻找一种具有高析氧电位,高反应活性面积,优良催化活性的阳极是当下亟待解决的问题。为此,选取了亚氧化钛(Ti_(4)O_(7))电极作为基础电极且对其进行过渡金属元素掺杂改性。通过各种表征及降解性能研究发现,所制备改性电极相对于纯Ti_(4)O_(7)电极催化性能有所提高。其中,锆(zirconium,Zr)元素掺杂后使得改性电极具有更高的析氧电位和更好的电催化活性。在电流密度为30 mA·cm^(-2),初始pH为6.1,电解质为100 mmol·L^(-1)Na_(2)SO_(4)和10 mmol·L^(-1)NaCl的最优条件下,氯霉素的去除率为97.4%。并且该电极具有很好的抗干扰性和稳定性,在不同pH干扰下对氯霉素依然具有较高的降解率(均高于81.1%)。此外,Zr元素掺杂的Ti_(4)O_(7)改性电极对氟苯尼考和双氯芬酸钠等药物也具有很好的降解效果,降解率分别为93.4%和85.5%,本研究结果可为电化学去除污染物阳极改性研究提供参考。

电化学氧化降解水中三唑酮效能与反应路径

三唑酮(TDF)等有机农药在生产和使用中存在环境风险,其难以被常规水处理工艺有效去除。电化学氧化技术应用于水中有机农药去除极具潜力,有机农药降解效率与电化学阳极材料性能有关。以Ti/RuO_(2)-IrO_(2)、Pt、Ti_(4)O_(7)电极为电化学阳极,开展电化学氧化技术降解和矿化水中TDF研究,比较和评估了不同类型阳极电化学降解TDF和溶液中TOC的效率;考察了电流密度、TDF初始浓度、溶液初始pH等反应参数对TDF电化学降解效率的影响;探究了TDF电化学降解路径及其降解产物毒性对溶液毒性的影响。结果表明:与Ti/RuO_(2)-IrO_(2)和Pt平板阳极相比,Ti/Ti4O_(7)平板阳极对水中TDF和溶液总有机碳(TOC)去除效果较好;Ti_(4)O_(7)平板和膜阳极均对水中TDF的降解和矿化具有较高活性,TDF电化学降解效率和溶液TOC去除率可达94.5%-95.7%和72.5%-75.5%,达到相同TOC去除率时Ti_(4)O_(7)膜阳极较其平板阳极反应能耗低低50%左右;水中TDF电化学降解效率与电流密度、TDF初始浓度、溶液初始pH值等反应参数有关,TDF电化学降解效率随电流密度增大而增大、随TDF初始浓度和溶液初始pH的增大而减少;水中TDF(m/z=294.5)电化学降解生成A(m/z=224.5)和B(m/z=103),A(m/z=224.5)继续氧化生成了C(m/z=173.5)和D(m/z=86),这些中间产物可进一步氧化为二氧化碳、水等无机物;TDF、A、B、C和D对水生生物分别呈有毒性、无害性、无害性、有害性和无害性,有毒性的TDF逐渐降解为无毒性的降解副产物,可能是造成TDF溶液毒性随着反应时间逐渐下降的原因。该研究表明TDF可被Ti_(4)O_(7)阳极电化学氧化技术高效降解和矿化,为电化学氧化技术去除水中TDF等有机农药的研究与实践提供思路借鉴。

亚氧化钛纳米管阳极对水中甲萘威的电化学降解

为探究电化学阳极氧化技术降解水中甲萘威的效率和能耗,通过电化学氧化-自掺杂还原法制备了高活性亚氧化钛纳米管(Ti/Ti_(4)O_(7)-NTA)阳极,比较了其与Ti/Ti_(4)O_(7)、Ti/Ti_(4)O_(7)-PbO2-Ce阳极电化学降解甲萘威活性;考察了电流密度、甲萘威初始质量浓度、电解质种类、溶液初始pH等参数对甲萘威降解率的影响;分析了甲萘威电化学反应能耗和电流效率。结果表明:Ti/Ti_(4)O_(7)-NTA阳极电化学活性较高,电化学降解甲萘威效率和溶液总有机碳去除率可达96.1%和80.2%;在pH为3~11时,甲萘威降解率为88.8%~92.1%,降解率随电流密度增大而增大,随初始质量浓度增大而减小;甲萘威电化学反应能耗和电流效率分别为215.3 kWh和66.1%。由此可知,Ti/Ti_(4)O_(7)-NTA阳极应用于电化学氧化处理有机农药废水具有良好潜力。本研究成果可为电化学氧化技术处理有机农药废水提供参考。