电解氧化法处理有机废水(pptx-71)

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1、报告人：郭志指导老师：许莉教授电解氧化法处理有机废水——氧化机理及电极材料研究进展报告主要内容一、电解氧化机理（principleofElectrochemicaloxidation）直接氧化（anodicoxidationordirectoxidation）间接氧化（Indirectanodicoxidationormediatedanodicoxidation）二、电解氧化法处理废水种类三、电催化电极活性电极（activeanodes)非活性电极(non-activeanodes)四、电极制备新方法

2、Pt电极Ru、Ir基电极PbO2基电极、SnO2-Sb基电极、BDD、ACF纳米颗粒制备、Ti纳米管制备一、电解氧化机理电催化反应包括两个步骤：分子通过电子传递步骤在电极表面产生化学吸附中间物吸附中间物进行电子传递或表面化学反应进行脱附形成稳定的分子反应物扩散到催化剂表面的活性中心上——相互作用成吸附态活化——氧化反应产物从活性中心上解吸——扩散离开（产生气体和小分子物质）反应速率和反应机理的影响因素：催化剂的表面状态催化剂的材料及其表面性质例如：催化剂表面积、活化中心形成，抗中毒性能一、电解氧化机理直

3、接氧化（anodicoxidationordirectoxidation）氧化物质：羟基自由基（hydroxylradicals,·OH)(物理吸附）活性氧（activeoxygen，氧化物晶格中氧MOx+1）（化学吸附）a、水分子在阳极表面分解形成羟基自由基M+H2OM(HO·)+H++e-物理吸附的羟基自由基活性：与电极材料的固有特性有关。间接氧化（Indirectanodicoxidation）作用：避免电极的污染，避免电子只能在有机物和电极之间直接传递有机物被电解产生的氧化还原对（电子穿梭的载体

4、）所氧化中间载体产生的电势要远低于氧的析氧电位中间载体的转化率要很高与有机物的反应率要高于其他的副反应率常用的中间媒介：金属氧化还原对：Ag(II),Ce(IV),Co(III),Fe(III),andMn(III)氧化剂：H2O2、Fenton试剂、Cl2、次氯酸盐、过硫酸盐、臭氧MetallicRedoxCouple间接氧化（Indirectanodicoxidation）MetallicRedoxCouple2、强氧化剂为中间媒介氯气和次氯酸盐最常用间接氧化（Indirectanodicoxida

5、tion）阳极产生的其他氧化中间载体臭氧过硫酸盐过碳酸盐过磷酸盐Fenton试剂的氧化机理有机污染物降解过程与下列因素有关物理和化学吸附活性氧产生速率阳极材料的固有特性（影响氧化的路径和氧化速率、效率）阳极的析氧副反应与有机物氧化反应电位（阳极析氧过电位——开发研制具有高析氧过电位的材料）二、电解氧化法处理废水种类特点：难生物降解（含有偶氮键、苯环、芳环）皮革废水、电镀废水、印染业废水、油田废水实验研究经常采用模拟工业废水：酚类及酚类的衍生物（苯酚、硝基酚、氯酚、甲酚）芳香胺类（苯胺、芳环结构）卤代化合

6、物类（二氯乙烷、有机物中官能团被卤基所取代）硝基化合物类（三硝基苯酚、三硝基甲苯、三硝基间苯二酚）羟酸类（马来酸、草酸、氯苯胺酸）活性染料（阴离子表面活性剂）、偶氮染料二、电解氧化法处理废水种类常用于电化学氧化研究的染料：甲基橙（methylorange）活性橙16（ReactiveOrange16）酸性蓝（acidblue22）二、电解氧化法处理废水种类茜素红AlizarinRed活性黄AcidYellow36结合纳滤的截留分子量来选择最佳的模拟分子三、电催化电极电催化电极的基本要求导电率高（电子便于

7、传输，且电压降较低）高的物理稳定性和化学稳定性（维持催化活性的稳定且具有较长得使用寿命）具有一定的抗中毒能力（不会因中间产物作用而失去活性，例如电极的钝化）制备简单，成本较低电催化涂层与基体附着力较强，不容易脱落涂层具有较高的比表面积（与电极的制备方法有关）活性电极（Activeanodes）活性电极的特征：电极参与阳极反应，且为反应物提供较多得吸附活性点羟基自由基浓度低，大部分转入氧化物晶格中。阳极吸附水分子经过电子转移形成羟基自由基（物理吸附活性氧）羟基自由基与电极之间发生较强的作用（化学吸附活性氧

8、）MO/M氧化还原对作为有机物氧化的媒介活性电极（Activeanodes）活性电极材料分析Pt类电极（较好的导电性，较高电位时电极稳定，析氧电位较低1.6V）电解过程中产生化学吸附活性氧，comninellis1提出氧化过程中形成高价氧化物PtOX对苯酚降解过程中，形成中间产物聚合物使电极表面钝化。Xiao-yanLi2发现采用三种电极处理苯酚得到Ti/Pt、Ti/Ru电极比Ti/SnO2-Sb要降解慢，并证实在电极比表面形成暗色聚合物（