ACF阳极氧化法去除水中腐殖酸的研究

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1、易芬云等：ＡＣＦ阳极氧化法去除水中腐殖酸的研究６６３＊ＡＣＦ阳极氧化法去除水中腐殖酸的研究易芬云１，２，陈水挟２，３（１．华南师范大学化学与环境学院，广东广州５１０００６；２．中山大学聚合物复合材料及功能材料教育部重点实验室，广东广州５１０２７５；３．中山大学化学与化学工程学院材料科学研究所，广东广州５１０２７５）摘要：以活性炭纤维毡为阳极，不锈钢片为阴极，文拟以腐殖酸配制水样为研究对象，以ＡＣＦ为阳极在采用电化学氧化法处理了含腐殖酸的水溶液。结果显Ｎａ２ＳＯ４介质中用电化学氧化法对其进行处理，以探讨示，该方法可

2、有效去除水中的腐殖酸，对于初始浓度为该方法处理腐殖酸的可行性。５０ｍｇ／Ｌ的腐殖酸溶液，在适宜条件下电解１２０ｍｉｎ２实验后，腐殖酸和ＣＯＤ去除率可分别高达９３．８１％和９２．６０％。实验考察了溶液ｐＨ值、电流密度、支持电２．１主要材料与试剂解质浓度、腐殖酸的初始浓度和阳极材料的结构等因ＡＣＦ毡为粘胶基活性炭纤维毡，其比表面积约为素对腐殖酸去除率的影响。结果发现，腐殖酸的去除２／ｇ；腐殖酸为生化试剂；无水Ｎａ、ＮａＯＨ、１０００ｍ２ＳＯ４率随电流密度和Ｎａ２ＳＯ４浓度的增加先增大后基本不Ｈ２ＳＯ４均为分析纯试剂。

3、变，随溶液的ｐＨ值和腐殖酸的初始浓度的增大而减２．２实验方法小，阳极材料的比表面积和中孔率与腐殖酸的去除率取１００ｍＬ含已知浓度腐殖酸的水溶液于自制的并不成正比，比表面积适中而电化学性能较好的阳极电解杯中，以ＡＣＦ毡为阳极（用直径０．５ｍｍ的铂丝插有利于腐殖酸的电氧化去除。入内部供电），不锈钢片为阴极，在磁力搅拌器搅拌下，关键词：活性炭纤维；阳极氧化；腐殖酸；水处理用恒定的电流强度进行电解，电解实验装置如图１所中图分类号：ＴＱ４２４．１；Ｏ６４６．５文献标识码：Ａ示。实验过程中定时取样测定其吸光度和ＣＯＤ值。文章

4、编号：１００１－９７３１（２０１１）０４－０６６３－０５１引言腐殖酸（ｈｕｍｉｃａｃｉｄ，ＨＡ）是一种广泛分布于自然界的有机高分子化合物，占溶解态水生有机物的５０％左右，其分子性质稳定，生物降解能力低，且降解极其［１，２］缓慢。含有腐殖酸的水极易在水厂加氯过程中形成消毒副产品（ＤＢＰｓ）和三卤甲烷类致癌物质［３－６］（ＴＨＭｓ）。在饮用水活性炭吸附工艺中，腐殖酸易图１电解实验装置图与其它待处理的微量化合物（杀虫剂及嗅、味物质）竞Ｆｉｇ１Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｅｔｕｐｏｆｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ争，造成活性炭微

5、孔堵塞，大大降低活性炭的工作寿２．３测试方法命。腐殖酸还是造成膜（ＭＦ、ＵＦ、ＮＦ、ＲＯ）或离子交样品的紫外－可见吸收光谱曲线采用日本岛津换树脂不可逆污染的主要原因，较大程度地降低了这ＵＶ－３１５０型紫外－可见近红外分光光度计（１９０～些装置的产水能力。因此去除水中腐殖酸越来越受到３２００ｎｍ）测定；利用ＵＶ－７５０４Ｃ型紫外－可见分光光度人们的重视。计（上海欣茂仪器有限公司）测定原水和处理一定时间本文作者曾以活性炭纤维（ＡＣＦ）为阳极用电氧化后的水样在２５４ｎｍ处的吸光度值Ａ２５４，以计算水溶液［７］［８］［９

6、］法处理了苯酚、茜素红Ｓ和结晶紫等分子尺寸［１０］中腐殖酸的浓度。按照重铬酸钾法测定原水和实由小到大的３种有机物废水，发现该方法可将吸附过验结束后水样的化学需氧量（ＣＯＤ值）。采用美国Ｍｉ－程和电解再生过程相结合，这样不但保证了处理的效ｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ公司ＡＳＡＰ－２０１０自动吸附仪测定材料的果，而且省去了实验后再生ＡＣＦ的麻烦。为了进一步比表面积和孔结构参数。研究ＡＣＦ阳极氧化法对那些分子尺寸大、难以被ＡＣＦ所吸附的有机难降解分子的去除效果和机理，本＊基金项目：广东省科技计划资助项目（２００８Ｂ０８０５０

7、１０３０）收到初稿日期：２０１０－０８－２６收到修改稿日期：２０１０－１１－２５通讯作者：陈水挟作者简介：易芬云（１９７３－），女，湖南邵阳人，博士后，讲师，主要从事功能材料与废水处理新技术研究。６６４２０１１年第４期（４２）卷面，吸附到ＡＣＦ上的腐殖酸能够被阳极直接电氧化或３结果与讨论被在阳极产生的·ＯＨ、Ｓ２－等活性中间体间接电氧２Ｏ８３．１腐殖酸溶液浓度的测定化成较小分子有机物，这些较小分子有机物进一步因在ｐＨ值为７的磷酸盐缓冲溶液中，腐殖酸的紫氧化矿化或活性炭吸附而去除。即以ＡＣＦ为阳极时，外－可见吸收光

8、谱曲线如图２所示。由图２可知，在吸腐殖酸的去除是ＡＣＦ吸附和阳极氧化分解协同作用收曲线中，吸光度随波长的减小而增大，无特征吸收的结果，因此去除率比纯吸附时高得多。峰。文献常用２５４或２６０ｎｍ处的紫外吸收，即Ａ２５４或３．３实验条件的影响Ａ２６０作为它们在水中含量的替代参数。Ａ２５４不但与水３．３．１ｐＨ值的影响中有机物含量（ＴＯＣ或ＣＯＤ）有关，而且与色度、消毒为了考察