新型PbO2电极处理难降解有机废水的研究

作     者：单治国 

作者单位：合肥工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：汪家权

授予年度：2009年

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）] 08[工学] 

主      题：电化学氧化 高压塑片 β-PbO2电极 双酚A 对硝基苯酚 

摘      要：本文新制的β-PbO2粉末,在高压塑片法制备了掺杂其他矿物粉末的PbO2复合电极,通过X-射线衍射(XRD)对新制β-PbO2粉末的测试、电镜扫描(SEM)对电极的表面形态和使用寿命进行了深入研究。研究结果表明:该实验制备粉末的主要成分是β-PbO2;掺杂适量镍粉的电极都有良好的导电性、稳定性和抗腐蚀性;且能够电解氧化双酚A和对硝基苯酚模拟废水。 以自制的二氧化铅复合电极为阳极,不锈钢片为阴极,通过无隔膜电解槽,分别对模拟废水双酚A和对硝基苯酚进行电催化降解,系统地研究了支持电解质种类、支持电解质浓度、溶液pH值、污染物初始浓度等因素对电催化效果的影响,并对电解过程进行了初步的动力学研究。 在电解双酚A实验中,选择Na2SO4作为电解质比较合适,且其浓度为0.025 mol/L电解效果较佳,双酚A的去除率随着双酚A初始浓度的增加而下降,但在相同时间内双酚A去除率的绝对量随浓度的增加而增加,电解双酚A溶液宏观动力学模型研究表明,二氧化铅电极电解双酚A废水过程符合宏观一级动力学规律。 在电解对硝基苯酚实验中,选择NaCl作为电解质,由于Cl-离子的存在,使得在电解过程中产生氧化性能更强的ClO·与ClO2·活性基团。在电解质为10 g/L NaCl,电流密度为30 mA/cm2条件下,电解2 hp-NP的去除率可达到99.43%。电解质为10 g/L NaCl,反应速率k=2.6842 h-1;在pH=7.2时,反应速率最大k=3.9468h-1,R2=0.9557。 本文还对PbO2复合电极电催化机理进行了初步的探讨,证明在PbO2复合电极电解过程中,水溶液中有羟基自由基(·OH)产生,并参与了有机污染物的催化降解。