【精品】材料电化学

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1、电化学处理废水的方法及研究进展摘要：电化学水处理技术因其具有多功能性、高度的灵活性、易于自动化、无二次污染等特点倍熒国内外研究者的重视。本文简单介绍了电化学水处理的基本方法及其主要原理，总结概括了近年来利用电化学处理废水这一课题的研究进展，最后简单介绍了电化学处理废水在将来可能的发展方向。关键词：电化学；废水处理；自由基Abstract:Electrochemicalwatertreatmenttechnologiesowingtoitsversatility,ahighdegreeofflexibility,beingpronetoautomation,nosecond

2、arypollution,havebeenpaidto.muchattentionThisarticleintroducesbrieflythebasicmethodofelectrochemicalwatertreatmentanditsmainprinciples,andsummarizestheadvancingofelectrochemicalresearchinthewastewatertreatmentinrecentyearsandfinallymakeabriefintroductionofthedirectionoftheelectrochemicalt

3、reatmentofwastewaterinfuture・Keywords:Electrochemistry;wastewatertreatment;freeradicals随着精细化工行业的蓬勃发展，造成水污染问题越来越严至。其排放的废水具有高浓度高毒性、可生化性差等特点，需要进行一定程度的预处理才可以进行生化处理。对于高浓度，高毒性废水预处理工艺概括起来有催化氧化法［11、树脂吸附法［2］和电化学法［3］等。催化氧化法需要加入新的化学物质，而且反应条件要求苛刻，通常需要高温、高压；在实际运行屮存在催化剂失效、加入物质引起二次污染等问题。树脂吸附法一般用于冋收有利用价值

4、物质，但处理费用比较高。因此，上述丄艺的实际应用受到了一定的限制。屯化学方法相对以上的化学氧化不需要加入新的化学物质，无二次污染；电极的催化性能具有一定的抗中毒能力，不存在失效的问题；反应条件温和，在常温、常压下就可以进行；并且电化学方法处理设施占地面积小，产生的泥量小。这些优点使电化学方法得到广泛的研究和应用。己有报道应用电化学方法处理农药废水、染料废水、垃圾渗出液、炼油废水、高盐分废水。1.电化学处理水技术的方法H前，水污染防治的电化学方法主要有［4-8］：微电解、电化学氧化与还原、电气浮与电凝聚和电渗析等oRH'H前研究的重点是微电解法和电化学氧化还原法。(1)微电

5、解法微电解法是主要是基于原电池作用和电场作用。铸铁是铁和碳的合金，即出纯铁和FesC及一些朵质组成。铸铁中的矿化铁为极小的颗粒，分散在铁内。矿化铁比铁的腐蚀趋势低，因此，当铸铁浸入水中时就构成了成千上万个细小的微电池，纯铁成为阳极，矿化铁及杂质则成为阴极，发生电极反应，这便是微观电池。当体系中有活性炭等宏观阴极材料存在时，乂可以组成宏观电池，其基本电极反应如下:阳极(Fe)：Fe-2e~TFe2+E0(Fe2+/Fe)=-0.44V阴极(C)：在酸性条件下：2H++2e~-^H2Eo(H+/H2)=0.00V在碱性条件下:O2+2H2O+4e~TOH~Eo(02/OH)=

6、0.4V当然，阴极过程也可以是有机物的还原，电极反应生成的产物具有较高的化学活性，在中性或偏酸性的环境中，铸铁电极本身及其所产生的[H]、F/+等均能与废水中许多组分发生氧化还原反应，破坏有机污染物的结构，使之成为低分子物质，降低有机污染物的毒性，从而大幅度提高可生化性。同时在反应器里产生微电场，废水中分散的胶体颗粒，极性分子，细小污染物都受微电场的作用后形成电泳，向相反电荷的电极方向移动，聚集在电极上，形成大颗粒沉淀，从而使CODcr降低。另外，在电池反应的产物中，F0和F尹同时也和一些无机物发生反应生成沉淀物而去除这些无机物，以减少其对后续生化T段的毒害性。如S2C

7、N—等将生成FeS、Fe3[Fe(CN)6b、Fe4[Fe(CN)6]3等沉淀而被去除。(2)电化学氧化与还原法电化学氧化是利用阳极的高电位及催化活性来直接降解水中的污染物，或是利用产生疑基自由基等强氧化剂降解水屮有毒污染物。但反应受到电极材料及副反应一析氧反应的限制，而且在有c「存在的情况下会析Hicr,降低反应效率。按氧化机理的不同可以分为电化学直接氧化和电化学间接氧化两种。1)直接电化学氧化直接电化学氧化就是使难降解有机污染物在电极表面直接发生氧化述原反应。根据被氧化物质氧化程度的不同，直接氧化法又分为两类:一是电化学转