难降解有机废水处理用新型粒子催化电极材料的制备及其电催化活性研究

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1、中文摘要难降解有机废水处理用新型粒子催化电极材料的制备及其电催化活性研究摘要制药、农药、印染等有机废水难以被细菌降解，是当前废水处理的难题。高级氧化技术特别是电催化技术能够有效降解此类废水，但存在电流效率低、能耗高等问题而影响其实用化。本工作根据电催化法处理废水的本质，以典型的难降解废水抗生素废水为处理对象，设计了一种新型的粒子电极，探讨了提高粒子电极催化活性的途径，优化了制备工艺，通过对制得的粒子电极材料的表征和性能测试，证实了设计思路和设计方案的合理性。设计的粒子电极由多孔性载体和沉积于孔内表面的具有催化活性的膜组成。通过实验，选用天然丝光沸石为载体，第一过渡系金属氧化物为沉积层，采用

2、溶胶一凝胶法制备工艺。实验发现，沉积层的活性组分以Sn／Ti复合氧化物为好，Sn与Ti的摩尔比、溶胶的pH值、膜的热处理温度是影响粒子电极催化活性的主要因素，优化的沸石负载复合氧化物粒子电极的制备条件为：Sn．Ti摩尔比为0．1，溶胶的pH值为3，膜的热处理温度为450。C时。在此条件下，所制备的粒子电极的催化活性高，所构成的电催化反应器对抗生素废水的CODc，去除率为89％以上，电流效率为74．37％，能耗为18．24kwh·kgcoD～。SEM、XRD、EDS的表征显示，粒子电极的结构为Ti和Sn的氧化物薄膜以高度分散的形态沉积于沸石孔道内。北京化工大学硕士学位论文该粒子电极的电催化作

3、用得实质是，沸石孔内表面负载的Sn掺杂Ti02膜层是半导体，其导电性介于金属和绝缘体之间，当其被填充于电催化反应器的主电极之间并浸入难降解废水中时，会受到静电感应而使粒子产生电势差，在电流通过时产生．OH而使难降解有机物氧化分解。关键词：沸石；粒子电极；电催化氧化；废水U英文摘要PreparationandElectro·-CatalyticActivityofCompositeOxidessupportedZeoliteParticle—ElectrodesforOrganic纬匀stewaterTreatmentABSTRACTAtpresent，itisaproblemofwaste

4、watertreatmentthatitisdifficultfororganicwastewaterincludingpharmaceuticalwastewater、pesticidewastewaterandprintinganddyeingwastewatertobeeffectivelydegradedbybacteria．Advancedoxidationtechnology,especiallyelectro—catalytictechnology,caneffectivelydegradethiskindofwastewater．Butbecauseoftheproblem

5、soflowcurrentefficiencyandhighenergyconsumption，itspracticeisverydifficult．Accordingtotheessenceoftreatingwastewaterinthemethodofelectro-catalytic，ourworkdesignsanewkindofparticleelectrodes，discussthewaytoraisethecatalyticactivityofparticleelectrodesandoptimizepreparationprocess．Theaimoftreatmenti

6、sthetypicalorganicwastewatersuchasantibioticwastewater．Bythecharacterizationandperformancetestofparticleelectrodes，thereasonabilityofdesignideaandprojectisconfirmed．Particleelectrodescomposeofporousvectorandelectro—catalyticmembranethatisdepositedinthechannelofsupporter．Byexperiments，III北京化工大学硕士学位

7、论文sol-gelmethodisemployedtopreparetheparticleelectrodeswiththefirst-rowtransitionmetaloxidesupportedonnaturalmordenitezeolite．Itisshownthatnew-typeparticleelectrode，Sn02一Ti02compositeoxidessupportedonzeolite，hast