WSP多晶催化复合膜对重金属废水的电还原强化处理性能

作     者：王红波 龙娟 姜全英 宋钰莹 马晓洁 孙璇 高常飞 WANG Hongbo;LONG Juan;JIANG Quanying;SONG Yuying;MA Xiaojie;SUN Xuan;GAO Changfei

作者机构：烟台大学环境与材料工程学院山东烟台264005 

出 版 物：《烟台大学学报（自然科学与工程版）》 (Journal of Yantai University(Natural Science and Engineering Edition))

年 卷 期：2024年第37卷第1期

页      面：107-117页

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 070301[理学-无机化学] 

基　　金：山东省重大创新工程项目(2019JZZY020234) 山东省自然科学基金资助项目(ZR2020MB115) 烟台大学大学生创新创业训练计划资助项目(S202111066043) 

主　　题：微生物燃料电池 膜生物反应器 生物电化学 多晶催化复合膜 电还原 废水处理 

摘      要：采用氧化石墨烯(GO)、铁粉(Fe-Fe_(3)O_(4))和二氧化铅(PbO_(2))制备合成多晶催化剂,利用水溶性纸(WSP)辅助催化剂负载导电基表面,通过相转化法制备具有高催化活性和高电导性的WSP多晶催化复合膜,并将其用作微生物燃料电池-膜生物反应器耦合系统(MFC-MBR)阴极电极膜,开展含铜/镍重金属废水电还原强化处理性能研究。实验结果表明,相比对照组,WSP多晶催化复合膜具有低还原电位及低欧姆电阻特性(还原电位和内阻仅为0.12 V和1.38Ω);形态学表征证实,膜面负载催化剂均匀,高活性催化界面有利于重金属电还原过程。WSP多晶催化复合膜辅助MFC-MBR系统开展废水处理,Cu(Ⅱ)去除效率高于90%,Ni(Ⅱ)去除率在99%以上;铜镍混合废水中Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)同步去除率分别达到97.63%、93.18%。本研究表明,采用WSP多晶催化复合膜辅助MFC-MBR耦合系统处理重金属废水,可实现重金属电还原强化脱除,具有高效率低运行成本优势,工程应用前景广阔。