阴极阳极协同电催化降解高硫酸盐废水中活性染料

作     者：刘楚楚 金春姬 孙楠 高孟春 LIU Chuchu;JIN Chunji;SUN Nan;GAO Mengchun

作者机构：中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266100 中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室山东青岛266100 

出 版 物：《工业水处理》 (Industrial Water Treatment)

年 卷 期：2024年第44卷第4期

页      面：127-137页

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：中央高校基本科研业务费专项(201964004) 

主　　题：电催化氧化 BDD阳极 C/PTFE气体扩散阴极 电活化硫酸盐 Doehlert响应曲面设计 

摘      要：采用辊压法制备炭黑/聚四氟乙烯(C/PTFE)气体扩散电极,并对其微观结构进行表征。构建以掺硼金刚石(BDD)为阳极,C/PTFE气体扩散电极为阴极的电催化氧化体系,阳极硫酸盐活化技术与阴极原位合成H_(2)O_(2)技术协同处理高硫酸盐废水中的活性艳蓝X-BR。结果表明,制备的C/PTFE电极作阴极时,电催化氧化体系中活性艳蓝X-BR去除效果优于铂(Pt)阴极体系和不锈钢(SS)阴极体系。通过猝灭实验发现,BDD/(C/PTFE)电化学体系中产生的SO_(4)^(·-)和·OH等高活性物质间相互转化,为电化学体系提供了可持续氧化能力,二者对于体系中活性艳蓝X-BR去除贡献度分别为54.51%和25.75%。建立了电化学氧化体系中TOC去除率及单位能耗二次项模型,通过响应曲面法优化降解含活性艳蓝X-BR废水的运行参数。优化条件下(初始pH=5.0,电流密度=120 mA/cm^(2),C_(Na_(2)SO_(4))=0.25 mol/L,C_(活性艳蓝X-BR)=1 000 mg/L),电解120 min,废水TOC去除率为63.86%,体系单位质量TOC能耗为256.02kW·h/kg,继续电解至240 min,可将水中的活性艳蓝X-BR完全矿化,为双电极协同电催化氧化处理高硫酸盐有机废水提供理论支持。