粒子电极对印染废水的电催化降解性研究.pdf

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1、第6期矿产综合利用No．62012年12月MultipurposeUtilizationofMineralResourcesDec．2012粒子电极对印染废水的电催化降解性研究杨煊，王晓星，柳海波，戢伟，张惠灵(武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点试验室，湖北武汉430081)摘要：利用自制不锈钢基PbO电极与粒子电极组成三维电极处理直接绿模拟废水，研究粒子电极的电催化性能。考察了槽电压、电催化时间、电解质浓度、粒子电极投加量及粒子电极的回收利用次数等因素对直接绿模拟废水色度去除率的影响，确定较佳反应条件。对比

2、分析铁尾矿和粉煤灰两种粒子电极的电催化性能。结果表明：槽电压6v，电催化时间4rain，粒子电极投加量l3g／L，电解质浓度为0．06g／L，对50mg／L直接绿废水的去除率最高可达97．98％。铁尾矿的电催化性能较粉煤灰好，但是回收利用率较粉煤灰低。关键词：粒子电极；二氧化铅电极；直接绿模拟废水中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1000-6532(2012)06-0053-04纺织工业每年大约有6～7亿t的废水排人到200、无水硫酸钠均为分析纯，市售直接绿染料。水体中。这些废水主要来源于生产中的漂炼、染色、试验

3、仪器：UV一2550型紫外可见分光光度计印花、整理等工序，但每道工序产生废水的成分各不(日本岛津)、85—2型恒温磁力搅拌器、KL一1型电相同，所以印染废水具有成分复杂，浓度高，色度深，凝聚气浮试验装置、101型电热恒温干燥箱、Bs244S处理量大，难降解有机物多等特点，给废水治理造成型电子天平、电子万用炉、等离子发射光谱ICP。了很大的困难，使得水体污染日益严重。因此，印染1．2二氧化铅电极的制备废水的有效治理已成为当前迫在眉睫的问题⋯。1．2．1不锈钢基板的预处理电化学方法在难降解有机物治理方面卓有成将10x5x0．2

4、cm的不锈钢板，用砂纸打磨后，用效，其机理是通过阳极氧化及电解产生的OH一氧化NaOH溶液浸泡30min，再放人稀盐酸中浸泡5min，降解难降解有机物。此方法具有无需投加太多的化取出用蒸馏水洗净后备用。学药剂，无二次污染，且设备简单、易操作、占地少等1．2．2阳极的制备特点。近年来的电化学方法的研究重点从二维电极将预处理过的不锈钢板放入电解液中，分别以转移到三维电极，大大的提高了处理效率J。50mA／cm的电流密度，镀．PbO作为中间层，电镀本研究以自制的二氧化铅电极为基础，以粉煤时间为30min；然后以25mA／cm的电

5、流密度，镀p—灰或铁尾矿作为粒子电极，组成三维电极电催化氧PbO作为活性层，电镀时间为60min。电解液配方：化直接绿模拟废水。考察槽电压、电催化时间、电解第一层p(Pb(NO3)2)=60g／L、P(Cu(NO)：)=20g／质浓度、粒子电极投加量及粒子电极的回收利用次L、P(NaF)=0．3683g／L，第二层P(Pb(NO3)2)=数等因素对直接绿模拟废水色度去除率的影响，确60L、P(Cu(NO3)2)=20g／L、P(NaF)=0．3683定较佳反应条件。L、P(聚乙二醇200)=33mL／L。1试验部分1．3粒

6、子电极的制备1．1试验试剂与仪器试验所用的铁尾矿取自于大冶铁矿，粉煤灰取试验试剂：硝酸铅、硝酸铜、氟化钠、聚乙二醇自于武钢自备电厂。两者均对染料模拟废水有一定收稿日期：2011—12—16；改回日期：2012-01-06基金项目：湖北省部共建基金项目(FMRU2007K06)作者简介：杨煊(1985一)，女，硕士研究生，主要从事水处理方面研究。·54·矿产综合利用2012年的吸附性，为了很好的研究改性电极的电催化性，将图1。两者分别都放人染料模拟废水中浸泡至饱和后，放由图1可知，两者脱色率均随着槽电压的增大人烘箱，待完全干

7、燥后取出冷却后装瓶备用。而增大，且铁尾矿的脱色效果较粉煤灰要好，这主要1．3．1粒子电极的主要成分是因为铁尾矿含有的金属氧化物较粉煤灰多，在电铁尾矿和粉煤灰的主要成分分别见表1。催化过程中导电性能更好，电流利用率较高。当槽表1铁尾矿和粉煤灰成分含量／％电压为6v时，铁尾矿和粉煤灰的脱色率分别已经达Table1Compositionofirontailingsandflyash96．53％，90．58％，继续加大槽电压，脱色率增长较CaOFe2O3SiO2A12O3MgO为平缓。这是因为槽电压是电解反应的动力，其大铁尾矿7．

8、3142．8125．518．751．28小直接影响到染料的降解效率，随着槽电压的增大，粉煤灰3．3353．2444．1226．840．691废水的电流也越大，使更多的粒子电极复极化，增加1．3．2粒子电极的粒径分布了工作电极的面积，处理效果越好，综合考虑脱色率和处理成本，选择槽电压为6v。铁尾矿和粉煤灰